DE69937419T2 - Neisseria meningitidis antigens and compilations - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Diese Erfindung betrifft Antigene der Bakterienarten: Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae.These The invention relates to antigens of the bacterial species: Neisseria meningitidis and Neisseria gonorrhoeae.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Neisseria meningitidis ist ein nicht bewegliches Gram-negatives Diplococcus-Pathogen des Menschen. Es besiedelt den Rachenraum, verursacht Meningitis und gelegentlich Septikämie ohne Meningitis. Es ist eng mit N. gonorrhoeae verwandt, obgleich eine Eigenschaft, die Meningococcus deutlich von Gonococcus unterscheidet, das Vorhandensein einer Polysaccharid-Kapsel ist, die bei allen pathogenen Meningokokken vorliegt.Neisseria meningitidis is a non-motile Gram-negative diplococcus pathogen in humans. It colonizes the pharynx, causing meningitis and occasionally septicemia without meningitis. It is closely related to N. gonorrhoeae, though a feature that clearly distinguishes Meningococcus from Gonococcus, the presence of a polysaccharide capsule is common to all pathogenic meningococci.
N. meningitidis verursacht sowohl endemische als auch epidemische Krankheit. In den Vereinigten Staaten beträgt die Befallsrate 0,6–1 pro 100.000 Personen pro Jahr, und sie kann während der Ausbrüche wesentlich höher sein (vgl. Lieberman et al. (1996) Safety and Immunogenicity of a Serogroups A/C Neisseria meningitidis Oligosaccharide Protein Conjugate Vaccine in Young Children. JAMA 275(19):1499–1503; Schuchat et al., (1997) Bakterial Meningitis in the United States in 1995. N. Engl. J. Med. 337(14):970–976). In Entwicklungsländern sind die endemischen Krankheitsraten wesentlich höher, und während Epedemien kann die Häufigkeitsrate 500 Fälle pro 100.000 Personen pro Jahr erreichen. Die Sterblichkeit ist extrem hoch, 10–20% in den Vereinigten Staaten und wesentlich höher in Entwicklungsländern. Nach Einführung des Konjugat-Impfstoffes gegen Haemophilus influenzae ist N. meningitidis in den Vereinigten Staaten der größte Verursacher bakterieller Meningitis in allen Altersstufen (Schuchat et al., (1997), vorstehend).N. meningitidis causes both endemic and epidemic disease. In the United States is the infestation rate 0.6-1 per 100,000 people per year, and it can be essential during the outbreaks be higher (See Lieberman et al., (1996) Safety and Immunogenicity of a Serogroups A / C Neisseria meningitidis Oligosaccharide Protein Conjugate Vaccine in Young Children. JAMA 275 (19): 1499-1503; Schuchat et al., (1997) Bacterial Meningitis in the United States in 1995. N. Engl. J. Med. 337 (14): 970-976). In developing countries Endemic disease rates are much higher, and while Epidemics can reduce the frequency 500 cases reach per 100,000 people per year. Mortality is extreme high, 10-20% in the United States and much higher in developing countries. To introduction of the conjugate vaccine against Haemophilus influenzae is N. meningitidis in the United States the largest causative agent of bacterial Meningitis at all ages (Schuchat et al., (1997), supra).
Basierend auf dem Kapsel-Polysaccharid des Organismus sind 12 Serogruppen von N. meningitidis identifiziert worden. Gruppe A ist das Pathogen, das am häufigsten an der epidemischen Krankheit in der afrikanischen Sub-Sahara-Region beteiligt ist. Die Serogruppen B und C sind für eine große Mehrheit der Fälle in den Vereinigten Staaten und in den meisten entwickelten Ländern verantwortlich. Für die übrigen Fälle in den Vereinigten Staaten und den entwickelten Ländern sind die Serogruppen W135 und Y verantwortlich. Der zur Zeit verwendete Impfstoff gegen Meningokokken ist ein tetravalenter Polysaccharid-Impfstoff, der aus den Serogruppen A, C, Y und W135 zusammengesetzt ist. Obgleich er bei Jugendlichen und Erwachsenen wirksam ist, ruft er nur eine geringe Immunantwort und einen kurzen Schutzzeitraum hervor und kann nicht bei Kindern verwendet werden [z. B. Morbidity and Mortality weekly report, Bd. 46, Nr. RR-5 (1997)]. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Polysaccharide von T-Zellen unabhängige Antigene sind, welche eine schwache Immunantwort hervorrufen, die durch wiederholte Immunisierung nicht verstärkt werden kann. Nach dem Erfolg der Impfung gegen H. influenzae sind Konjugat-Impfstoffe gegen die Serogruppen A und C entwickelt worden und befinden sich im Endstadium der klinischen Erprobung (Zollinger WD „New and Improved Vaccines Against Meningococcal Disease". In: New Generation Vaccines, vorstehend, S. 469–488; Lieberman et al., (1996), vorstehend; Costantino et al., (1992) Development and Phase I clinical testing of a conjugate vaccine against meningococcus A und C. Vaccine 10:691–698).Based on the capsular polysaccharide of the organism are 12 serogroups of N. meningitidis. Group A is the pathogen the most common on the epidemic disease in the sub-Saharan African region is involved. Serogroups B and C are in the vast majority of cases United States and responsible in most developed countries. For the remaining cases in the United States and developed countries The serogroups W135 and Y are responsible. The currently used Meningococcal vaccine is a tetravalent polysaccharide vaccine, which is composed of serogroups A, C, Y and W135. Although he is effective in adolescents and adults, he calls only one low immune response and a short protection period and can not be used in children [z. Morbidity and mortality weekly report, vol. 46, no. RR-5 (1997)]. This is due to the fact attributed to that Polysaccharides are T cell independent antigens which cause a weak immune response by repeated immunization not reinforced can be. After the success of the vaccine against H. influenzae are Conjugate vaccines against serogroups A and C have been developed and are in the final stage of clinical trials (Zollinger WD "New and Improved Vaccines Against Meningococcal Disease. "In: New Generation Vaccines, supra, pp. 469-488; Lieberman et al., (1996), supra; Costantino et al., (1992) Development and Phase I clinical testing of a conjugate vaccine against meningococcus A and C. Vaccine 10: 691-698).
Meningococcus B (menB) bleibt jedoch ein Problem. Dieser Serotyp ist zur Zeit für etwa 50% aller Meningitis-Erkrankungen in den Vereinigten Staaten, Europa und Südamerika verantwortlich. Der Polysaccharid-Ansatz kann nicht verwendet werden, weil das menB-Polysaccharid der Kapsel ein Polymer von α(2-8)-verbundenen N-Acetylneuraminsäure ist, die auch im Gewebe von Säugern vorkommt. Dies hat Toleranz gegenüber dem Antigen zur Folge; tatsächlich würde eine hervorgerufene Immunantwort gegen sich selbst gerichtet sein und daher unerwünscht. Um das Hervorrufen einer Autoimmunität zu vermeiden und eine schützende Immunantwort zu induzieren, ist das Polysaccharid der Kapsel zum Beispiel chemisch verändert worden, indem die N-Acetyl-Gruppen durch N-Propionyl-Gruppen ersetzt worden sind, welche die spezifische Antigenität unverändert lassen (Romero & Outschoom (1994) Current Status of Meningococcal group B vaccine candidates: capsular or noncapsular? Clin. Microbiol. Rev. 7(4):559–575).meningococcus B (menB), however, remains a problem. This serotype is currently for about 50% of all meningitis disorders in the United States, Europe and South America responsible. The polysaccharide approach can not be used because the capsule's polysaccharide polysaccharide is a polymer of α (2-8) -linked N-acetylneuraminic acid, which also in the tissues of mammals occurs. This results in tolerance to the antigen; indeed would one caused immune response to be directed against itself and therefore undesirable. To avoid causing an autoimmunity and a protective immune response For example, the polysaccharide of the capsule is chemical been changed, by replacing the N-acetyl groups by N-propionyl groups which leave the specific antigenicity unchanged (Romero & Outschoom (1994) Current Status of Meningococcal group B vaccine candidates: capsular or noncapsular? Clin. Microbiol. Rev. 7 (4): 559-575).
In alternativen Ansätzen für menB-Impfstoffe sind komplexe Gemische von äußeren Membranproteinen (OMPs) verwendet worden, die entweder die OMPs allein oder in Porinen angereicherte OMPs enthielten oder bei denen die OMPs der Klasse 4 deletiert worden sind, von denen man annimmt, dass sie Antikörper induzieren, die die bakterizide Aktivität blockieren. Dieser Ansatz erzeugt Impfstoffe, die nicht gut charakterisiert sind. Sie sind in der Lage, gegen den homologen Stamm zu schützen, sind aber im Großen und Ganzen nicht wirksam, wenn zahlreiche antigene Varianten der äußeren Membranproteine vorliegen. Um die antigene Variabilität zu überwinden, sind multivalente Impfstoffe entwickelt worden, die bis zu neun verschiedene Porine enthalten (z. B. Poolman JT, (1992) Development of a meningococcal vaccine. Infect. Agents Dis. 4:13–28). Zusätzliche Proteine, die in den Impfstoffen mit äußeren Membranen verwendet worden sind, waren die opa- und opc-Proteine, keiner dieser Ansätze war jedoch in der Lage, die antigene Variabilität zu überwinden (z. B. Ala'Aldeen & Borriello, (1996) The meningococcal transferrin-binding Proteins 1 and 2 are both surface exposed and generate bactericidal antibodies capable of killing homologous and heterologous strains. Vaccine 14(1):49–53).Alternative approaches to menB vaccines have used complex mixtures of outer membrane proteins (OMPs) that either contained the OMPs alone or poragen-enriched OMPs or deleted the class 4 OMPs that are believed to be antibodies induce bactericidal activity. This approach produces vaccines that are not well characterized. They are able to protect against the homologous strain, but by and large are not effective when there are numerous antigenic variants of the outer membrane proteins. To the antigenic To overcome variability, multivalent vaccines containing up to nine different porins have been developed (eg, Poolman JT, (1992) Development of a Meningococcal Vaccine., Infect. Agents Dis., 4: 13-28). Additional proteins that have been used in the outer membrane vaccines have been the opa and opc proteins, but none of these approaches has been able to overcome antigenic variability (eg, Ala'Aldeen & Borriello, (1996) ) The meningococcal transferrin-binding proteins 1 and 2 are both surface exposed and generate bactericidal antibodies capable of killing homologous and heterologous strains. "Vaccine 14 (1): 49-53).
Für Gene und
Proteine von Meningokokken und Gonokokken ist eine gewisse Menge
an Sequenzdaten verfügbar
(z. B.
Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, DNA-Sequenzen von Neisseria zu liefern, die Proteine codieren, welche antigene oder immunogene Wirkung aufweisen.It is therefore an object of the present invention, DNA sequences of Neisseria encoding proteins which are antigenic or immunogenic activity.
DIE ERFINDUNGTHE INVENTION
Die Erfindung liefert Proteine, die die Aminosäuresequenzen von N. meningitidis und die Aminosäuresequenzen von N. gonorrhoeae umfassen, die in den Beispielen offenbart werden.The The invention provides proteins comprising the amino acid sequences of N. meningitidis and the amino acid sequences of N. gonorrhoeae disclosed in the examples.
Sie liefert auch Proteine, die Sequenz-Homologa (d. h jene, die Sequenz-Identität aufweisen) zu den Aminosäuresequenzen von N. meningitidis, die in den Beispielen offenbart werden, umfassen, und die Schutz vor Krankheit durch Neisseria-Bakterien bewirken. In Abhängigkeit von der jeweiligen Sequenz ist der Grad an Homologie (Sequenz-Identität) bevorzugt höher als 50% (z. B. 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% oder höher). Diese Proteine umschließen mutierte und allele Varianten der in den Beispielen offenbarten Sequenzen. Typischerweise wird 50%ige oder höhere Identität zwischen zwei Proteinen als ein Anzeichen für funktionale Äquivalenz angesehen. Identität zwischen Proteinen wird bevorzugt durch den Such-Algorithmus nach Homologien von Smith-Waterman bestimmt, wie in dem MPSRCH-Programm (Oxford Molecular) verwendet, wobei eine Suche nach affinen Lücken mit den Parametern: Lückenstrafe 12, Lücken-Extensionsstrafe 1 verwendet wird.she also provides proteins having sequence homologs (i.e., those having sequence identity) to the amino acid sequences of N. meningitidis disclosed in the examples include and provide protection against disease by Neisseria bacteria. Dependent on from the particular sequence, the degree of homology (sequence identity) is preferred higher than 50% (eg 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% or higher). These proteins enclose mutated and allelic variants of the sequences disclosed in the examples. Typically, 50% or higher identity is between two proteins as an indication of functional equivalence considered. identity between proteins is preferred by the search algorithm Homology is determined by Smith-Waterman, as in the MPSRCH program (Oxford Molecular), using a search for affinity gaps the parameters: gap penalty 12, gap extension penalty 1 is used.
Die Erfindung liefert darüber hinaus Proteine, umfassend Fragmente der Aminosäuresequenzen von N. meningitidis und der Aminosäuresequenzen von N. gonorrhoeae, die in den Beispielen offenbart werden. Die Fragmente sollten mindestens n aufeinanderfolgende Aminosäuren aus den Sequenzen umfassen und n ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Sequenz 8 oder größer (z. B. 10, 12, 14, 16, 18, 20 oder größer). Die Fragmente umfassen ein Epitop aus der Sequenz.The Invention provides about it In addition, proteins comprising fragments of the amino acid sequences of N. meningitidis and the amino acid sequences of N. gonorrhoeae, which are disclosed in the examples. The Fragments should consist of at least n consecutive amino acids include the sequences and n is dependent on the respective Sequence 8 or greater (e.g. B. 10, 12, 14, 16, 18, 20 or greater). The fragments include an epitope from the sequence.
Die Proteine der Erfindung können natürlich mit verschiedenen Mitteln (z. B. rekombinanter Expression, Reinigung aus Zellkultur, chemischer Synthese etc.) und auf verschiedene Weisen (z. B. nativ, Fusionen etc.) hergestellt werden. Sie werden bevorzugt in im Wesentlichen reiner oder isolierter Form hergestellt (d. h. im Wesentlichen frei von anderen Wirtszell-Proteinen von N. meningitidis und N. gonorrhoeae).The Proteins of the invention can Naturally by various means (eg recombinant expression, purification from cell culture, chemical synthesis, etc.) and in various ways (eg, native, fusions, etc.). They are preferred prepared in substantially pure or isolated form (i.e. Substantially free of other host cell proteins of N. meningitidis and N. gonorrhoeae).
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung Antikörper, die an diese Aminosäuresequenzen binden. Diese können polyclonal oder monoclonal sein und können auf jede geeignete Weise hergestellt werden.in the In accordance with another aspect, the invention provides antibodies which to these amino acid sequences tie. these can may be polyclonal or monoclonal and may be in any suitable manner getting produced.
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung Nucleinsäuren, die die Nucleotidsequenzen von N. meningitidis und die Nukleotidsequenzen von N. gonorrhoeae umfassen und die in den Beispielen offenbart werden.in the In accordance with another aspect, the invention provides nucleic acids which the nucleotide sequences of N. meningitidis and the nucleotide sequences of N. gonorrhoeae and disclosed in the examples become.
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt werden Nucleinsäuren geliefert, die eine Sequenz-Identität von mehr als 50% (z. B. 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% oder mehr) zu den hierin gegebenen Sequenzen aufweisen. Sequenz-Identität wird, wie vorstehend beschrieben, bestimmt.In accordance with another aspect, nucleic acids are provided having a sequence identity of greater than 50% (eg, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99%, or more) to the sequences given herein on point. Sequence identity is determined as described above.
Nucleinsäure, die Fragmente dieser Sequenzen umfasst, wird ebenfalls geliefert. Diese sollten n aufeinanderfolgende Nucleotide aus den Sequenzen von N. meningitidis oder den Sequenzen von N. gonorrhoeae umfassen, und n ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Sequenz 12 oder größer (z. B. 20, 25, 30, 35, 40 oder größer).Nucleic acid, the Also included are fragments of these sequences. These n should be consecutive nucleotides from the sequences of N. meningitidis or the sequences of N. gonorrhoeae, and n is dependent from the respective sequence 12 or larger (eg 20, 25, 30, 35, 40 or larger).
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung Nucleinsäure, die Proteine und Proteinfragmente der Erfindung codiert.in the In accordance with another aspect, the invention provides nucleic acid which Proteins and protein fragments of the invention encoded.
Es sollte auch beachtet werden, dass die Erfindung Nucleinsäure liefert, die Sequenzen umfasst, welche komplementär zu jenen vorstehend beschriebenen sind (z. B. für Antisense- oder Sonden-Zwecke).It it should also be noted that the invention provides nucleic acid, comprises the sequences which are complementary to those described above are (for example for Antisense or probe purposes).
Nucleinsäure im Einklang mit der Erfindung kann natürlich auf viele Weisen hergestellt werden (z. B. durch chemische Synthese, teilweise oder im Ganzen, aus genomischen oder cDNA-Bibliotheken, aus dem Organismus selbst usw.) und kann verschiedene Formen haben (z. B. einsträngig, doppelsträngig, Vektoren, Sonden usw.).Nucleic acid consistent Of course, with the invention produced in many ways (eg by chemical synthesis, partially or wholly, from genomic or cDNA libraries, from the organism itself, etc.) and can have different forms (eg single-stranded, double-stranded, Vectors, probes, etc.).
Zusätzlich umschließt der Ausdruck "Nucleinsäure" DNA und RNA und auch ihre Analoga wie etwa jene, die modifizierte Rückgrate enthalten, und auch Protein-Nukleinsäuren (PNA) usw.In addition, the term "nucleic acid" includes DNA and RNA and also their analogs such as those that modified backbones contain, and also protein nucleic acids (PNA) etc.
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung Vektoren, die Nucleotidsequenzen der Erfindung umfassen (z. B. Expressionsvektoren), und Wirtszellen, die mit solchen Vektoren transformiert worden sind.in the In accordance with another aspect, the invention provides vectors, the nucleotide sequences of the invention include (e.g., expression vectors), and host cells transformed with such vectors.
Im Einklang mit einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung Zusammensetzungen, die Protein, Antikörper und/oder Nucleinsäure im Einklang mit der Erfindung umfassen. Diese Zusammensetzungen können zum Beispiel als Impfstoffe oder als diagnostische Reagenzien oder als immunogene Zusammensetzungen geeignet sein.in the In accordance with another aspect, the invention provides compositions, the protein, antibodies and / or nucleic acid in accordance with the invention. These compositions can to Example as vaccines or as diagnostic reagents or as immunogenic compositions.
Die Erfindung liefert auch Nucleinsäure, Protein oder Antikörper im Einklang mit der Erfindung zur Verwendung als Arzneimittel (z. B. als Impfstoffe) oder als diagnostische Reagenzien. Sie liefert auch die Verwendung von Nucleinsäure, Protein oder Antikörper im Einklang mit der Erfindung für die Herstellung (i) eines Arzneimittels zur Verhinderung einer Infektion durch Neisseria-Bakterien, (ii) eines diagnostischen Reagenzes für den Nachweis der Anwesenheit von Neisseria-Bakterien oder von Antikörpern, die gegen Neisseria-Bakterien gebildet worden sind, oder (iii) zur Bildung von Antikörpern. Die genannten Neisseria-Bakterien können jeder beliebigen Art oder jedem beliebigen Stamm angehören (wie etwa N. gonorrhoeae), sind aber bevorzugt N. meningitidis, besonders Serogrupppe B oder Serogruppe C.The Invention also provides nucleic acid, Protein or antibody in accordance with the invention for use as a pharmaceutical (e.g. As vaccines) or as diagnostic reagents. She delivers also the use of nucleic acid, Protein or antibody in accordance with the invention for the preparation of (i) a medicament for preventing infection by Neisseria bacteria, (ii) a diagnostic reagent for detection the presence of Neisseria bacteria or of antibodies, which have been formed against Neisseria bacteria, or (iii) Formation of antibodies. The mentioned Neisseria bacteria can be of any kind or belong to any tribe (such as N. gonorrhoeae) but are preferably N. meningitidis, especially serogroup B or serogroup C.
Ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten kann die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge an Nucleinsäure, Protein und/oder Antikörper im Einklang mit der Erfindung an den Patienten umfassen.One Method of treating a patient may be administration a therapeutically effective amount of nucleic acid, protein and / or antibody in the Consistent with the invention to the patient.
Ein Verfahren zur Herstellung von Proteinen der Erfindung wird geliefert, welches den Schritt der Kultivierung einer Wirtszelle im Einklang mit der Erfindung unter Bedingungen umfasst, die die Expression des Proteins induzieren.One Method for producing proteins of the invention is provided which is consistent with the step of cultivating a host cell with the invention under conditions that include expression of the protein.
Eine Zusammenfassung der Standardtechniken und -Verfahren, die verwendet werden können, um die Erfindung durchzuführen (z. B. um die offenbarten Sequenzen zur Impfung oder für diagnostische Zwecke zu verwenden), ist als Anhang an die Beschreibung angefügt. In der Zusammenfassung werden Beispiele gegeben, die verwendet werden können.A Summary of Standard Techniques and Methods Using can be to carry out the invention (eg, the disclosed sequences for vaccination or for diagnostic Purposes) is attached as an annex to the description. In the In summary, examples are given that can be used.
Nach dieser allgemeinen Beschreibung der Erfindung wird diese durch die Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele, die zur Erläuterung dienen sollen, besser verstanden werden.To This general description of the invention is described by the Reference is made to the following examples, given by way of illustration should be better understood.
Methodologie – Zusammenfassung von Standardverfahren und -TechnikenMethodology - Summary of Standard Procedures and techniques
AllgemeinGenerally
Diese Erfindung liefert Nucleotidsequenzen von Neisseria meningitidis menB und Aminosäuresequenzen, die dadurch codiert sind. Mit diesen offenbarten Sequenzen können Tests mit Nucleinsäure-Sonden und Expressionskassetten und Vektoren hergestellt werden. Die Expressionsvektoren können in Wirtszellen transformiert werden, um Proteine zu produzieren. Die gereinigten oder isolierten Polypeptide (die auch chemisch synthetisiert werden können) können verwendet werden, um Antikörper herzustellen, mit denen menB-Proteine nachgewiesen werden können. Auch die Wirtszellen oder Extrakte können für biologische Untersuchungen verwendet werden, um Agonisten oder Antagonisten zu isolieren. Zusätzlich kann man mit diesen Sequenzen Durchmusterungen durchführen, um offene Leserahmen zu identifizieren und um Aminosäuresequenzen zu identifizieren. Die Proteine können auch in immunogenen Zusammensetzungen, antigenen Zusammensetzungen und als Bestandteile von Impfstoffen verwendet werden.This invention provides nucleotide sequences of Neisseria meningitidis menB and amino acid sequences zen, which are coded by it. With these disclosed sequences, assays can be made with nucleic acid probes and expression cassettes and vectors. The expression vectors can be transformed into host cells to produce proteins. The purified or isolated polypeptides (which may also be chemically synthesized) can be used to make antibodies that can be used to detect the human B-protein. Also, the host cells or extracts can be used for biological studies to isolate agonists or antagonists. In addition, one can screen with these sequences to identify open reading frames and to identify amino acid sequences. The proteins may also be used in immunogenic compositions, antigenic compositions and as components of vaccines.
Die Durchführung der vorliegenden Erfindung wird, soweit nicht anders angezeigt, herkömmliche Techniken aus Molekularbiologie, Mikrobiologie, Verfahren mit rekombinanter DNA und herkömmliche Techniken aus Immunologie verwenden, die zum Fachwissen der jeweiligen Gebiete gehören. Solche Techniken werden in der Literatur umfassend erklärt, z. B. Sambrook, Molecular Cloning; A Laboratory Manual, Zweite Auflage (1989); DNA Cloning, Band I und ii (D. N. Glover, Hrsg., 1985); Oligonucleotide Synthesis (M. J. Gait Hrsg., 1984); Nucleic Acid Hybridization (B. D. Hames & S. J. Higgins, Hrsg., 1984); Transcription und Translation (B. D. Hames & S. J. Higgins, Hrsg., 1984); Animal Cell Culture (R. I. Freshney, Hrsg., 1986); Immobilized Cells and Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984); die Serie Methods in Enzymology (Academic Press. Inc.), besonders die Bände 154 & 155; Gene Transfer Vektors for Mammalian Cells (J. H. Miller und M. P. Calos, Hrsg., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Mayer und Walker, Hrsg. (1987), Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology (Academic Press, London); Scopes, (1987) Protein Purificafion: Principles and Practice, Zweite Auflage (Springer-Verlag, N. Y.), und Handbook of Experimental Immunology, Bände I–IV (D. M. Weir und C. C. Blackwell, Hrsg., 1986).The execution the present invention is, unless indicated otherwise, conventional techniques from molecular biology, microbiology, procedures with recombinant DNA and conventional Use techniques from immunology that contribute to the expertise of each Territories belong. Such techniques are fully explained in the literature, e.g. B. Sambrook, Molecular Cloning; A Laboratory Manual, Second Edition (1989); DNA Cloning, Volumes I and II (D.N. Glover, Ed., 1985); Oligonucleotide Synthesis (M.J. Gait Ed., 1984); Nucleic acid Hybridization (B.D. Hames & S. J. Higgins, ed., 1984); Transcription and Translation (B.D. Hames & S.J. Higgins, Eds., 1984); Animal Cell Culture (R.I. Freshney, Ed., 1986); Immobilized Cells and Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984); the series Methods in Enzymology (Academic Press Inc.), especially volumes 154 &155; Gene Transfer Vector for Mammalian Cells (J.H. Miller and M.P. Calos, Eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Mayer and Walker, eds. (1987), Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology (Academic Press, London); Scopes, (1987) Protein Purificafion: Principles and Practice, Second Edition (Springer-Verlag, N.Y.), and Handbook of Experimental Immunology, Volumes I-IV (D. M. Weir and C.C. Blackwell, Eds., 1986).
In dieser Beschreibung werden Standard-Abkürzungen für Nucleotide und Aminosäuren verwendet.In This specification uses standard abbreviations for nucleotides and amino acids.
Alle Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen, die hierin zitiert werden, sind vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen.All Publications, Patents and patent applications cited herein are fully incorporated by reference Reference included.
Expressionssystemeexpression systems
Die Nucleotidsequenzen von Neisseria-menB können mit einer Reihe von verschiedenen Expressionssystemen exprimiert werden; zum Beispiel jenen, die bei Säugerzellen, Pflanzenzellen, Bakuloviren, Bakterien und Hefe verwendet werden.The Nucleotide sequences of Neisseria menB can be linked to a number of different Expression systems are expressed; for example, those at Mammalian cells, Plant cells, baculoviruses, bacteria and yeast are used.
i. Säuger-Systemei. Mammalian systems
Säuger-Expressionssysteme sind auf dem Fachgebiet bekannt. Ein Säuger-Promotor ist jede beliebige DNA-Sequenz, die in der Lage ist, Säuger-RNA-Polymerase zu binden und die stromabwärts gerichtete (3') Transkription einer codierenden Sequenz (z. B. eines Struktur-Gens) in mRNA einzuleiten. Ein Promotor wird eine Region zur Einleitung der Transkription, die gewöhnlich proximal des 5'-Endes der Codierungssequenz liegt, und eine TATA-Box, die gewöhnlich 25–30 Basenpaare (bp) stromaufwärts der Stelle zur Einleitung der Transkription liegt, besitzen. Die TATA-Box soll die RNA-Polymerase II steuern, so dass sie die RNA-Synthese an der korrekten Stelle beginnt. Ein Säuger-Promotor wird auch ein stromaufwärts gelegenes Promotor-Element enthalten, das gewöhnlich innerhalb von 100 bis 200 bp stromaufwärts der TATA-Box liegt. Ein stromaufwärts gelegenes Promotor-Element bestimmt die Rate, mit der die Transkription eingeleitet wird, und kann in jeder Richtung agieren (Sambrook et al. (1989) 'Expression of Cloned Genes in Mammalian Cells.' In Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2. Aufl.).Mammalian expression systems are known in the art. A mammalian promoter is any one DNA sequence capable of binding mammalian RNA polymerase and the downstream directed (3 ') transcription a coding sequence (eg of a structural gene) into mRNA. A promoter becomes a region for initiating transcription, usually proximal to the 5 'end the coding sequence, and a TATA box, usually 25-30 base pairs (bp) upstream the site for initiating transcription is owned. The TATA box is said to control RNA polymerase II, allowing it to target RNA synthesis the correct place begins. A mammalian promoter will also become one upstream contained promoter element usually within 100 to 200 bp upstream the TATA box is located. An upstream promoter element is determined the rate at which transcription is initiated, and may be in any Direction (Sambrook et al., 1989) Expression of Cloned Genes in Mammalian Cells. ' In Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed.).
Säuger-Virus-Gene
werden oft mit hohen Raten exprimiert und haben einen weiten Bereich
an Wirtszellen; daher liefern Sequenzen, die Säuger-Virus-Gene codieren, besonders
nützliche
Promotor-Sequenzen. Beispiele schließen den frühen SV40-Promotor, den LTR-Promotor des Brusttumor-Virus
der Maus, den späten
Adenovirus-Hauptpromotor (Ad MLP) und den Promotor des Herpes simplex-Virus
ein. Zusätzlich
liefern auch Sequenzen, die von nicht-viralen Genen stammen, wie
etwa vom murinen Metallothionein-Gen, nützliche Promotor-Sequenzen.
Die Expression kann entweder konstitutiv oder reguliert (induzierbar)
erfolgen. In Abhängigkeit
von dem ausgewählten
Promotor können
viele Promotoren unter Verwendung bekannter Substrate induzierbar
sein, wie etwa die Verwendung des Promotors des Brusttumor-Virus
der Maus (MMTV) mit dem auf Glucocorticoid ansprechenden Element
(GRE), welches durch Glucocorticoid in transformierten Zellen, die auf
das Hormon ansprechen, induziert wird (vgl. zum Beispiel
Die Anwesenheit eines Enhancer-Elementes (Enhancer), kombiniert mit den vorstehend beschriebenen Promotor-Elementen, wird die Expressionsspiegel gewöhnlich erhöhen. Ein Enhancer ist eine regulierende DNA-Sequenz, die die Transkription bis auf das 1000-fache stimulieren kann, wenn sie mit homologen oder heterologen Promotoren verbunden ist, wobei die Synthese an der normalen RNA-Startstelle beginnt. Enhancer sind auch aktiv, wenn sie stromaufwärts oder stromabwärts der Stelle zur Einleitung der Transkription entweder in normaler oder umgekehrter Richtung oder in einer Entfernung von mehr als 1000 Nucleotiden vom Promotor liegen (Maniatis et al., (1987) Science 30 236:1237; Alberts et al., (1989) Molecular Biology of the Cell, 2. Aufl.). Enhancer-Elemente, die von Viren stammen, können besonders nützlich sein, weil sie gewöhnlich einen weiteren Bereich an Wirten haben. Beispiele umschließen den frühen SV40-Gen-Enhancer (Dijkema et al., (1985) EMBO J. 4:761) und die Enhancer/Promotoren, die von der langen terminalen Wiederholungssequenz (LTR) des Rous-Sarkom-Virus (Gorman et al., (1982b) Proc. Natl. Acad. Sci. 79:6777) und vom Cytomegalievirus des Menschen (Boshart et al., (1985) Cell 41:521) stammen. Zusätzlich sind einige Enhancer regulierbar und werden nur in Anwesenheit eines induzierenden Agens wie etwa eines Hormons oder Metall-Ions aktiv (Sassone-Corsi und Borelli, (1986) Trends Genet. 2:215; Maniatis et al., (1987) Science 236:1237).The Presence of an enhancer element (enhancer) combined with the promoter elements described above, the expression levels usually increase. An enhancer is a regulatory DNA sequence that regulates transcription can stimulate up to 1000 times when using homologs or heterologous promoters, wherein the synthesis of the normal RNA start site starts. Enhancers are also active when they are upstream or downstream downstream the site for initiation of transcription either in normal or in the opposite direction or at a distance of more than 1000 nucleotides from the promoter (Maniatis et al., (1987) Science 30 236: 1237; Alberts et al., (1989) Molecular Biology of the Cell, 2nd ed.). Enhancer elements that come from viruses can be special useful because they are ordinary have another area of hosts. Examples include the early SV40 gene enhancer (Dijkema et al., (1985) EMBO J. 4: 761) and the Enhancers / promoters derived from the long terminal repeat (LTR) of the Rous sarcoma virus (Gorman et al., (1982b) Proc. Natl. Acad. Sci. 79: 6777) and the human cytomegalovirus (Boshart et al., (1985) Cell 41: 521). In addition, some are enhancers regulable and are only in the presence of an inducing agent such as a hormone or metal ion active (Sassone-Corsi and Borelli, (1986) Trends Genet. 2: 215; Maniatis et al., (1987) Science 236: 1237).
Ein DNA-Molekül kann in Säugerzellen intrazellulär exprimiert werden. Eine Promotor-Sequenz kann direkt mit dem DNA-Molekül verbunden sein, in diesem Fall wird die erste Aminosäure am N-Terminus des rekombinanten Proteins stets ein Methionin sein, das durch das ATG-Startcodon codiert ist. Falls gewünscht, kann der N-Terminus durch in-vitro-Inkubation mit Cyanogenbromid vom Protein abgespalten werden.One DNA molecule can be in mammalian cells intracellularly are expressed. A promoter sequence can be linked directly to the DNA molecule In this case, the first amino acid will be at the N-terminus of the recombinant Proteins always be a methionine, by the ATG start codon is coded. If desired, can the N-terminus by in vitro incubation with cyanogen bromide from Protein are split off.
Alternativ können auch fremde Proteine von der Zelle in das Kulturmedium sekretiert werden, indem chimäre DNA-Moleküle erzeugt werden, die ein Fusionsprotein codieren, das ein Leader-Sequenz-Fragment umfasst, welches die Sekretion des fremden Proteins in Säugerzellen ermöglicht. Bevorzugt werden Prozessierungsstellen zwischen dem Leader-Fragment und dem fremden Gen codiert, das entweder in vivo oder in vitro gespalten werden können. Das Leader-Sequenz-Fragment codiert gewöhnlich ein Signalpeptid, das hydrophobe Aminosäuren umfasst, die die Sekretion des Proteins aus der Zelle steuern. Die dreiteilige Leader-Sequenz des Adenovirus ist ein Beispiel für eine Leader-Sequenz, die die Sekretion eines fremden Proteins in Säugerzellen bewirkt.alternative can also secretes foreign proteins from the cell into the culture medium be by chimera DNA molecules which encode a fusion protein comprising a leader sequence fragment, which allows the secretion of the foreign protein in mammalian cells. Processing sites between the leader fragment are preferred and the foreign gene, either in vivo or in vitro can be split. The leader sequence fragment usually codes a signal peptide that includes hydrophobic amino acids that regulate secretion control of the protein from the cell. The three-part leader sequence The adenovirus is an example of a leader sequence that causes the secretion of a foreign protein in mammalian cells.
Gewöhnlich sind die Sequenzen zur Beendung der Transkription und zur Polyadenylierung, die von Säugerzellen erkannt werden, regulierende Regionen, die 3'-wärts des Translations-Stoppcodons liegen und daher die codierende Sequenz zusammen mit den Promotor-Elementen flankieren. Der 3'-Terminus der reifen mRNA wird durch stellenspezifische posttranskriptionale Spaltung und Polyadenylierung gebildet (Bimstiel et al., (1985) Cell 41:349; Proudfoot und Whitelaw (1988) "Termination and 3' end processing of eukaryotic RNA. In Transcription and splicing (Hrsg. B. D. Hames und D. M. Glover); Proudfoot, (1989) Trends Biochem. Sci. 14:105). Diese Sequenzen steuern die Transkription einer mRNA, die in das Polypeptid, das durch die DNA codiert wird, translatiert werden kann. Beispiele für Terminations-/Polyadenylierungssignale für die Transkription umschließen jene, die von SV40 stammen (Sambrook et al., (1989) "Expression of cloned genes in cultured mammalian cells." In Molecular Cloning: A Laboratory Manual).Usually are the sequences for terminating transcription and for polyadenylation, that of mammalian cells be recognized, regulatory regions, the 3'-ward of the translation stop codon and therefore the coding sequence Flank along with the promoter elements. The 3 'terminus of the mature mRNA is characterized by site specific posttranscriptional cleavage and Polyadenylation (Bimstiel et al., (1985) Cell 41: 349; Proudfoot and Whitelaw (1988) "Termination and 3 'end processing of eukaryotic RNA. In Transcription and Splicing (Ed. B.D. Hames and D.M. Glover); Proudfoot, (1989) Trends Biochem. Sci. 14: 105). These sequences control the transcription of an mRNA that enters the Polypeptide which is encoded by the DNA to be translated can. examples for Termination / polyadenylation signals for transcription enclose those derived from SV40 (Sambrook et al., (1989) "Expression of cloned genes in cultured mammalian cells. " Molecular Cloning: A Laboratory Manual).
Gewöhnlich werden die vorstehend beschriebenen Bestandteile, die einen Promotor, ein Polyadenylierungssignal und eine Sequenz zur Beendung der Transkription umschließen, in Expressionskonstruktionen zusammengefügt. Enhancer, Introns mit funktionalen Spleiß-Donor- und -Akzeptor-Stellen und Leader-Sequenzen können ebenfalls in ein Expressionskonstruktion eingeschlossen werden, falls gewünscht. Expressionskonstruktionen werden oft in einem Replikon aufrechterhalten, wie etwa einem extrachromosomalen Element (z. B. Plasmiden), das zu einem stabilen Verbleib in einer Wirtszelle wie etwa Säugerzellen oder Bakterien in der Lage ist. Säuger-Replikationssysteme umschließen jene, die von tierischen Viren stammen und die trans agierende Faktoren benötigen, um sich zu replizieren. Zum Beispiel replizieren sich Plasmide, die die Replikationssysteme von Papova-Viren enthalten, wie etwa SV40 (Gluzman, (1981) Cell 23:175) oder das Polyom-Virus, in Anwesenheit des geeigneten viralen T-Antigens auf eine extrem hohe Anzahl der Kopien. Zusätzlich umschließen Beispiele für Säuger-Replikons jene, die vom Papillom-Virus des Rindes und vom Epstein-Barr-Virus abstammen. Zusätzlich kann das Replikon zwei Replikationssysteme besitzen, wodurch ermöglicht wird, dass es zum Beispiel zur Expression in Säugerzellen und zur Clonierung und Amplifizierung in einem prokaryontischen Wirtsorganismus gehalten wird. Beispiele für solche Säuger-Bakterien-Pendelvektoren umschließen pMT2 (Kaufman et al., (1989) Mol. Cell. Biol. 9:946) und pHEBO (Shimizu et al., (1986), Mol. Cell. Biol. 6:1074).Usually will the above-described components which contain a promoter Polyadenylation signal and a sequence to terminate transcription enclose, assembled in expression constructions. Enhancers, introns with functional Splice donor and acceptor sites and leader sequences may also be engineered into an expression construct included, if desired. Expression constructs are often maintained in a replicon, such as an extrachromosomal element (e.g., plasmids), the to a stable fate in a host cell such as mammalian cells or bacteria is able. Mammalian replication systems include those derived from animal viruses and the transacting factors need, to replicate. For example, plasmids replicate, containing the replication systems of Papova viruses, such as SV40 (Gluzman, (1981) Cell 23: 175) or the polyoma virus, in the presence of the appropriate viral T-antigen to an extremely high number of Copies. additionally enclose examples for Mammalian replicons those derived from bovine papilloma virus and Epstein-Barr virus descended. additionally For example, the replica may have two replication systems, thereby allowing for example, for expression in mammalian cells and for cloning and amplification in a prokaryotic host organism becomes. examples for such mammalian-bacterial shuttle vectors enclose pMT2 (Kaufman et al., (1989) Mol. Cell. Biol. 9: 946) and pHEBO (Shimizu et al., (1986), Mol. Cell. Biol. 6: 1074).
Das verwendete Transformationsverfahren ist von dem Wirtsorganismus abhängig, der transformiert werden soll. Verfahren zur Einführung von heterologen Polynucleotiden in Säugerzellen sind auf dem Fachgebiet bekannt und umschließen Dextran-vermittelte Transfizierung, Calciumphosphat-Fällung, Polybren-vermittelte Transfizierung, Protoplastenfusion, Elektroporation, Einschluss von Polynucleotid(en) in Liposomen und direkte Mikroinjektion der DNA in die Kerne.The transformation method used depends on the host organism that is to be transformed. Methods for introducing heterologous polynucleotides into mammalian cells are known in the art and include dextran-mediated transfection, calcium phosphate precipitation, polybrene-vermit teltransfection, protoplast fusion, electroporation, inclusion of polynucleotide (s) in liposomes and direct microinjection of the DNA into the nuclei.
Säuger-Zelllinen, die als Wirtszellen zur Expression verwendet werden können, sind auf dem Fachgebiet bekannt und umschließen viele immortalisierte Zelllinien, die von der American Type Culture Collection (ATCC) zur Verfügung gestellt werden, einschließlich, aber nicht hierauf beschränkt, Quarzellen des chinesischen Hamsters (CHO), HeLa-Zellen, Nierenzellen von Baby-Hamstern (BHK), Nierenzellen von Affen (COS), Karzinomzellen aus Lebergewebe des Menschen (z. B. Hep G2) und einer Reihe anderer Zelllinien.Mammalian cell lines, which can be used as host cells for expression are known in the art and include many immortalized cell lines, provided by the American Type Culture Collection (ATCC) be, including, but not limited to this Chinese Hamster Quartz (CHO) cells, HeLa cells, kidney cells of baby hamsters (BHK), monkey kidney cells (COS), carcinoma cells from human liver tissue (eg Hep G2) and a number of others Cell lines.
ii. Expressionssysteme mit Pflanzenzellenii. Expression systems with plant cells
Es
gibt viele auf dem Fachgebiet bekannte genetische Expressionssysteme
mit Pflanzenzellkulturen und ganzen Pflanzen. Beispielhafte genetische
Expressionssysteme mit Pflanzenzellen umschließen solche, die in Patenten
beschrieben worden sind, wie etwa
Typischerweise wird eine gewünschte Polynucleotidsequenz unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken in eine Expressionskassette inseriert, welche genetische Regulationselemente umschließt, die für ihre Funktion in Pflanzen entworfen worden sind. Die Expressionskassette wird zusammen mit begleitenden Sequenzen stromaufwärts und stromabwärts der Expressionskassette, die für Expression in einem pflanzlichen Wirtsorganismus geeignet sind, in einen gewünschten Expressionsvektor inseriert. Die begleitenden Sequenzen werden plasmidischen oder viralen Ursprungs sein und weisen die notwendigen Vektor-Eigenschaften auf, um den Vektoren zu ermöglichen, DNA von einem ursprünglichen Wirtsorganismus zur Clonierung wie etwa Bakterien auf den gewünschten pflanzlichen Wirtsorganismus zu übertragen. Die grundlegende bakteriell-pflanzliche Vektorkonstruktion wird bevorzugt einen prokaryontischen Replikationsursprung mit einem breiten Wirtsbereich, eine prokaryontische selektierbare Markierung und, für die Transformationen von Agrobakterium, T-DNA-Sequenzen für eine durch Agrobakterium vermittelte Übertragung auf Pflanzenchromosomen verwenden. Wo das heterologe Gen einem Nachweis nicht direkt zugänglich ist, wird die Konstruktion bevorzugt auch ein selektierbares Markierungsgen haben, das zur Bestimmung, ob eine Pflanzenzelle transformiert worden ist, geeignet ist. Eine allgemeine Übersicht über geeignete Markierungen, zum Beispiel für Mitglieder aus der Familie der Gräser, kann man bei Wilmink und Dons, 1993, Plant Mol. Biol. Reptr. 11(2):165–185, finden.typically, will be a desired Polynucleotide sequence using art known in the art Techniques inserted into an expression cassette, which genetic Encloses regulatory elements, the for their function has been designed in plants. The expression cassette becomes along with accompanying sequences upstream and downstream the expression cassette used for Expression in a plant host organism are suitable, in a desired Inserted expression vector. The accompanying sequences become plasmidic or of viral origin and have the necessary vector properties, to enable the vectors DNA from an original one Host organism for cloning such as bacteria to the desired to transfer plant host organism. The basic bacterial-herbal vector design becomes prefers a prokaryotic origin of replication with a broad host range, a prokaryotic selectable marker and for the transformations of Agrobacterium, T-DNA sequences for a through Agrobacterium mediated transfer to use on plant chromosomes. Where the heterologous gene is a proof not directly accessible Preferably, the construction also becomes a selectable marker gene have that been used to determine if a plant cell has been transformed is, is suitable. A general overview of suitable markings, for example for Members of the grass family can be found at Wilmink and Dons, 1993, Plant Mol. Biol. Rep. 11 (2): 165-185, find.
Sequenzen, die für eine Zulassung der Integration der heterologen Sequenz in das pflanzliche Genom geeignet sind, werden ebenfalls empfohlen. Diese können für die homologe Rekombination sowohl Transposon-Sequenzen und dergleichen als auch Ti-Sequenzen, die Insertion einer heterologen Expressionskassette in ein pflanzliches Genom nach dem Zufallsprinzip erlauben, einschließen. Geeignete prokaryontische selektierbare Markierungen umschließen Resistenz gegenüber Antibiotika wie etwa Ampicillin oder Tetracyclin. Andere DNA-Sequenzen, die weitere Funktionen codieren, können ebenfalls in dem Vektor vorliegen, was auf dem Fachgebiet bekannt ist.sequences the for a permission of the integration of the heterologous sequence into the plant Genome are also recommended. These can be for the homologues Recombination both transposon sequences and the like as well Ti sequences, the insertion of a heterologous expression cassette in randomize a plant genome. suitable Prokaryotic selectable markers enclose resistance across from Antibiotics such as ampicillin or tetracycline. Other DNA sequences, which encode further functions may also be in the vector which is known in the art.
Die Nucleinsäuremoleküle der vorliegenden Erfindung können für die Expression der interessierenden Proteine (des interessierenden Proteins) in eine Expressionskassette eingeschlossen sein. Gewöhnlich wird nur eine Expressionskassette vorliegen, obwohl zwei oder mehr vorstellbar sind. Die rekombinante Expressionskassette wird zusätzlich zu der das heterologe Protein codierenden Sequenz die nachstehenden Elemente enthalten: eine Promotor-Region, pflanzliche, nicht translatierte 5'-Sequenzen, Startcodon in Abhängigkeit davon, ob das Strukturgen bereits hiermit ausgestattet ist oder nicht, und eine Sequenz zur Beendung der Transkription und der Translation. Unverwechselbare Stellen für Restriktionsenzyme an den 5'- und 3'-Enden der Kassette gestatten leichte Insertion in einen bereits bestehenden Vektor.The Nucleic acid molecules of the present Invention can for the Expression of the proteins of interest (of the protein of interest) be included in an expression cassette. Usually only becomes an expression cassette is present, although two or more conceivable are. The recombinant expression cassette is added to the heterologous protein coding sequence is the following Elements include: a promoter region, plant, untranslated 5 'sequences, start codon dependent on of whether the structural gene is already hereby equipped or not, and a sequence to stop transcription and translation. Distinctive places for Restriction enzymes at the 5'- and 3 'ends of the cassette allow easy insertion into an already existing vector.
Eine heterologe Codierungssequenz kann für jedes beliebige Protein im Einklang mit der vorliegenden Erfindung erstellt werden. Die Sequenz, die das interessierende Protein codiert, wird ein Signalpeptid codieren, welches die Prozessierung und Translokation des Proteins, falls angemessen, gestattet, und ihr wird gewöhnlich jede Sequenz fehlen, die eine Bindung des gewünschten Proteins der Erfindung an eine Membran zur Folge haben könnte. Da in den meisten Fällen die Transkriptions-Startregion für ein Gen sein wird, welches während der Keimungsphase exprimiert und transloziert wird, kann man durch Verwendung des Signalpeptides, welches die Translokation bewirkt, auch die Translokation des interessierenden Proteins bewirken. Auf diese Weise wird das interessierende Protein (die interessierenden Proteine) aus den Zellen, in denen es exprimiert wird, transloziert werden und kann wirksam geerntet werden. Typische Sekretion bei Samen erfolgt über die Aleuron- oder Scutellarepithel-Schicht hinweg in das Endosperm des Samens. Obgleich es nicht notwendig ist, dass das Protein von den Zellen, in denen es produziert wird, sekretiert wird, erleichtert dies jedoch die Isolierung und Reinigung des rekombinanten Proteins.A heterologous coding sequence can be used for any protein in the Be prepared in accordance with the present invention. The sequence, encoding the protein of interest will encode a signal peptide which the processing and translocation of the protein, if appropriate, and you will usually miss any sequence, the one bond of the desired Protein of the invention to a membrane could result. There in most cases the transcription start region for will be a gene that during The germination phase is expressed and translocated, you can by Use of the signal peptide which causes the translocation also effect the translocation of the protein of interest. To this Way, the protein of interest (the proteins of interest) be translocated from the cells in which it is expressed and can be harvested effectively. Typical secretion of semen occurs via the Aleuron or scutellar epithelial layer into the endosperm of the Seed. Although it is not necessary for the protein to be derived from the Cells in which it is produced, secreted, relieved this, however, the isolation and purification of the recombinant protein.
Da die endgültige Expression des gewünschten Genproduktes in einer eukaryontischen Zelle stattfinden wird, ist es wünschenswert zu bestimmen, ob ein beliebiger Abschnitt des clonierten Gens Sequenzen enthält, die von der Spleißosom-Maschinerie des Wirtsorganismus als Introns ausgeschnitten werden. Falls dem so ist, kann eine stellengerichtete Mutagenese der "Intron"-Region durchgeführt werden, um den Verlust eines Abschnittes der genetischen Botschaft als einen falschen Intron-Code zu verhindern, Reed und Maniatis, Cell 41:95–105, 1985.There the final Expression of the desired Gene product is to take place in a eukaryotic cell is it desirable to determine if any section of the cloned gene sequences contains that of the spliceosome machinery of the host organism are cut out as introns. If so For example, site-directed mutagenesis of the "intron" region can be performed to reduce the loss a section of the genetic message as a false intron code to prevent Reed and Maniatis, Cell 41: 95-105, 1985.
Der Vektor kann durch die Verwendung von Mikropipetten zur mechanischen Übertragung der rekombinanten DNA direkt in Pflanzenzellen mikroinjiziert werden, Crossway, Mol. Gen. Genet, 202:179–185, 1985. Das genetische Material kann auch unter Verwendung von Polyethylenglykol in die Pflanzenzelle übertragen werden, Krens, et al., Nature, 296, 72–74, 1982. Ein anderes Verfahren zur Einführung von Nucleinsäure-Segmenten ist die ballistische Hochgeschwindigkeits-Penetration kleiner Partikel, wobei sich die Nucleinsäure entweder innerhalb der Matrix kleiner Perlen oder Partikel oder auf deren Oberfläche befindet, Klein, et al., Nature, 327, 70–73, 1987 und Knudsen und Muller, 1991, Planta, 185:330–336, die Partikel-Bombardierung von Endosperm der Gerste lehren, um transgene Gerste zu erzeugen. Noch ein anderes Verfahren zur Einführung wäre die Fusion von Protoplasten mit anderen Einheiten, entweder Minizellen, Zellen, Lysosomen oder anderen fusionierbaren Körpern mit Lipid-Oberfläche, Fraley, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 1859–1863, 1982.Of the Vector can be achieved by the use of micropipettes for mechanical transmission the recombinant DNA are microinjected directly into plant cells, Crossway, Mol. Gen. Genet, 202: 179-185, 1985. The genetic Material can also be made using polyethylene glycol in the Be transferred to the plant cell, Krens, et al., Nature, 296, 72-74, 1982. Another method for introducing nucleic acid segments is the high-speed ballistic penetration of small particles, wherein the nucleic acid either within the matrix of small beads or particles or on their surface Klein, et al., Nature, 327, 70-73, 1987, and Knudsen and Muller, 1991, Planta, 185: 330-336, teach the particle bombardment of endosperm of barley to transgenic To produce barley. Yet another method of introduction would be fusion protoplasts with other units, either minicells, cells, Lysosomes or other fusible bodies with lipid surface, Fraley, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 1859-1863, 1982.
Der Vektor kann auch durch Elektroporation in die Pflanzenzellen eingeführt werden (Fromm et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:5824, 1985). Bei dieser Technik werden pflanzliche Protoplasten in Anwesenheit von Plasmiden, die die Gen-Konstruktion enthalten, einer Elektroporation unterzogen. Elektrische Impulse mit hoher Feldstärke permeabilisieren Biomembranen reversibel, was die Einführung der Plasmide gestattet. Pflanzliche Protoplasten, bei denen eine Elektroporation durchgeführt wurde, bauen die Zellwand neu auf, teilen sich und bilden einen Pflanzen-Kallus.Of the Vector can also be introduced into the plant cells by electroporation (Fromm et al., Proc Natl Acad Sci., USA 82: 5824, 1985). At this Technology become plant protoplasts in the presence of plasmids, which contain the gene construction, subjected to electroporation. High field strength electrical pulses permeabilize biomembranes reversible, what the introduction the plasmids allowed. Plant protoplasts in which one Electroporation performed was, rebuild the cell wall, divide and form one Plant callus.
Alle Pflanzen, von denen Protoplasten isoliert und kultiviert werden können, um ganze, regenerierte Pflanzen zu erzeugen, können durch die vorliegende Erfindung transformiert werden, so dass ganze Pflanzen wiedergewonnen werden, die das übertragene Gen enthalten. Es ist bekannt, dass praktisch alle Pflanzen aus kultivierten Zellen oder Geweben regeneriert werden können, einschließlich, aber nicht hierauf beschränkt, aller wichtigeren Zuckerrohr-Arten, Zuckerrrübe, Baumwolle, Obst- und andere Bäume, Hülsenfrüchte und Gemüse. Einige geeignete Pflanzen umschließen zum Beispiel Arten der Gattungen Fragaria, Lotus, Medicago, Onobrychis, Trifolium, Trigonella, Vigna, Citrus, Linum, Geranium, Manihot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapis, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus, Lycopersion, Nicotiana, Solanum, Petunie, Digitalis, Majorana, Cichorium, Helianthus, Lactuca, Bromus, Asparagus, Antirrhinum, Hererocallis, Nemesia, Pelargonium, Panicum, Pennisetum, Ranunculus, Senecio, Salpiglossis, Cucumis, Browaalia, Glycine, Lolium, Zea, Triticum, Sorghum und Datura.All Plants from which protoplasts are isolated and cultured can, to produce whole, regenerated plants, can by the present Be transformed invention so that whole plants recovered who transmitted that Gene included. It is known that virtually all plants are cultivated from Cells or tissues can be regenerated, including, but not limited to this all the more important types of sugarcane, sugarbeet, cotton, fruit and other trees, Legumes and Vegetables. Some suitable plants include, for example, species of Genera Fragaria, Lotus, Medicago, Onobrychis, Trifolium, Trigonella, Vigna, Citrus, Linum, Geranium, Manihot, Daucus, Arabidopsis, Brassica, Raphanus, Sinapis, Atropa, Capsicum, Datura, Hyoscyamus, Lycopersion, Nicotiana, Solanum, Petunia, Digitalis, Majorana, Cichorium, Helianthus, Lactuca, Bromus, Asparagus, Antirrhinum, Hererocallis, Nemesia, Pelargonium, Panicum, Pennisetum, Ranunculus, Senecio, Salpiglossis, Cucumis, Browaalia, Glycine, Lolium, Zea, Triticum, Sorghum and Datura.
Die Verfahren für die Regenerierung sind von Pflanzenart zu Pflanzenart verschieden, allgemein wird aber zuerst eine Suspension aus transformierten Protoplasten, die Kopien des heterologen Gens enthalten, hergestellt. Kallusgewebe wird gebildet, und es können Schösslinge aus dem Kallus induziert und anschließend bewurzelt werden. Alternativ kann eine Embryobildung aus der Protoplasten-Suspension induziert werden. Diese Embryos keimen wie natürliche Embryos, um Pflanzen zu bilden. Die Kulturmedien werden allgemein verschiedene Aminosäuren und Hormone wie etwa Auxin und Cytokinine enthalten. Es ist auch von Vorteil, dem Kulturmedium Glutaminsäure und Prolin zuzugeben, besonders bei solchen Arten wie Mais und Luzerne. Schösslinge und Wurzeln entwickeln sich normalerweise gleichzeitig. Wirksame Regeneration wird von dem Kulturmedium, dem Genotyp und der Vorgeschichte der Kultur abhängen. Wenn diese drei Variablen gesteuert werden, ist die Regeneration vollständig reproduzierbar und wiederholbar.Regeneration procedures vary from plant species to plant species, but generally a suspension of transformed protoplasts containing copies of the heterologous gene will generally be prepared. Callus tissue is formed and shoots can be induced from the callus and then rooted. Alternatively, embryo formation can be induced from the protoplast suspension. These embryos germinate like natural embryos to form plants. The culture media will generally contain various amino acids and hormones such as auxin and cytokinins. It is also advantageous to add glutamic acid and proline to the culture medium, especially in such species as corn and alfalfa. Saplings and roots usually develop at the same time. Effective regeneration will depend on the culture medium, the genotype and the history of the culture. If these three variables ge be controlled, the regeneration is completely reproducible and repeatable.
In einigen pflanzlichen Zellkultursystemen kann das gewünschte Protein der Erfindung exkretiert werden, oder alternativ kann das Protein aus der gesamten Pflanze extrahiert werden. Wenn das gewünschte Protein der Erfindung in das Kulturmedium sekretiert wird, kann es gesammelt werden. Alternativ können die Embryonen und embryolosen Halbsamen oder anderes Pflanzengewebe mechanisch aufgebrochen werden, um sekretiertes Protein zwischen Zellen und Geweben freizusetzen. Das Gemisch kann in einer Pufferlösung suspendiert werden, um lösliche Proteine rückzugewinnen. Es werden dann herkömmliche Verfahren zur Isolierung und Reinigung von Protein verwendet, um das rekombinante Protein zu reinigen. Die Parameter Zeit, Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff und Volumen werden durch Routine-Verfahren eingestellt, um Expression und Gewinnung von heterologem Protein zu optimieren.In Some plant cell culture systems may contain the desired protein excreted in the invention, or alternatively, the protein be extracted from the entire plant. If the desired protein of the invention is secreted into the culture medium, it can be collected become. Alternatively you can the embryos and embryo-free semi-seeds or other plant tissue be mechanically disrupted to secreted protein between Release cells and tissues. The mixture can be suspended in a buffer solution become soluble Recover proteins. It then becomes conventional Method for isolation and purification of protein used to to purify the recombinant protein. The parameters time, temperature, pH, oxygen and volume are adjusted by routine procedures, to optimize expression and recovery of heterologous protein.
iii. Baculovirus-Systemeiii. Baculovirus systems
Das Polynucleotid, das das Protein codiert, kann auch in einen geeigneten Expressionsvektor eines Insektes inseriert werden und ist mit den Kontrollelementen innerhalb dieses Vektors funktionell verbunden. Für die Konstruktion des Vektors werden auf dem Fachgebiet bekannte Techniken verwendet. Allgemein umschließen die Bestandteile des Expressionssystems einen Transfervektor, gewöhnlich ein bakterielles Plasmid, welches sowohl ein Fragment des Baculovirus-Genoms als auch eine gebräuchliche Restriktionsstelle für die Insertion des heterologen Gens oder der heterologen Gene, die exprimiert werden sollen, enthält; ein Baculovirus des Wildtyps mit einer Sequenz, die zu dem für das Baculovirus spezifischen Fragment in dem Transfervektor homolog ist (dies gestattet die homologe Rekombination des heterologen Gens in das Baculovirus-Genom hinein); und geeignete insektenstämmige Wirtszellen und Kulturmedium für das Wachstum.The Polynucleotide encoding the protein may also be transformed into a suitable Expression vector of an insect can be inserted and is with the Control elements functionally connected within this vector. For the construction of the vector are used techniques known in the art. General enclose the components of the expression system are usually a transfer vector bacterial plasmid containing both a fragment of the baculovirus genome as well as a common one Restriction site for the Insertion of the heterologous gene or heterologous genes that expresses to be included; a wild-type baculovirus having a sequence similar to that for the baculovirus specific fragment in the transfer vector is homologous (this is allowed the homologous recombination of the heterologous gene into the baculovirus genome in); and suitable insect-derived host cells and culture medium for the Growth.
Nach der Insertion der DNA-Sequenz, die das Protein codiert, in den Transfervektor werden der Vektor und das virale Wildtyp-Genom in eine insektenstämmige Wirtszelle transfiziert, in der dem Vektor und dem viralen Genom gestattet wird, zu rekombinieren. Das verpackte rekombinante Virus wird exprimiert, und rekombinante Plaques werden identifiziert und gereinigt. Materialien und Verfahren für Baculovirus/Insektenzell-Expressionssysteme sind in Kit-Form käuflich zu erwerben, unter anderem von Invitrogen, San Diego CA ("MaxBac"-Kit). Diese Techniken sind Fachleuten auf dem Gebiet allgemein bekannt und werden von Summers und Smith, Texas Agricultural Experiment Station Bulletin No. 1555 (1987) (nachstehend "Summers und Smith") vollständig beschrieben.To the insertion of the DNA sequence encoding the protein into the transfer vector For example, the vector and the wild-type viral genome become an insect-host cell in which the vector and the viral genome are allowed is going to recombine. The packaged recombinant virus is expressed, and recombinant plaques are identified and purified. materials and methods for Baculovirus / insect cell expression systems are commercially available in kit form acquire, inter alia, from Invitrogen, San Diego CA ("MaxBac" kit). These techniques are well known and appreciated by those skilled in the art Summers and Smith, Texas Agricultural Experiment Station Bulletin No. 1555 (1987) (hereinafter "Summers and Smith ").
Vor der Insertion der DNA-Sequenz, die das Protein codiert, in das Baculovirus-Genom werden die vorstehend beschriebenen Bestandteile, die einen Promotor, eine Leader-Sequenz (falls gewünscht), die interessierende codierende Sequenz und eine Sequenz zur Beendung der Transkription umfassen, gewöhnlich in einer intermediären Konstruktion zur Übertragung (Transfervektor) vereint. Diese Konstruktion kann ein einzelnes Gen und funktionell verbundene Regulationselemente; mehrere Gene, jedes mit seinem eigenen Satz an funktionell verbundenen Regulationselementen; oder mehrere Gene, die durch den selben Satz an Regulationselementen reguliert werden, enthalten. Intermediäre Konstruktionen zur Übertragung werden oft in einem Replikon wie etwa einem extrachromosomalen Element (z. B. Plasmiden) gehalten, das zu einem stabilen Verbleib in einem Wirtsorganismus wie etwa einem Bakterium in der Lage ist. Das Replikon wird ein Replikationssystem besitzen, durch das ihm ermöglicht wird, zur Clonierung und Amplifizierung in einem geeigneten Wirtsorganismus bestehen zu bleiben.In front the insertion of the DNA sequence encoding the protein into the baculovirus genome are as above described components containing a promoter, a leader sequence (if desired), the coding sequence of interest and a sequence for termination transcription, usually in an intermediate Construction for transmission (Transfer vector) united. This construction can be a single one Gene and functionally linked regulatory elements; several genes, each with its own set of functionally linked regulatory elements; or multiple genes produced by the same set of regulatory elements be regulated. Intermediary constructions for transmission are often in a replicon such as an extrachromosomal element (For example, plasmids), which leads to a stable fate in a Host organism such as a bacterium is able. The replicon will have a replication system that will allow him to for cloning and amplification in a suitable host organism to persist.
Der am meisten allgemein verwendete Transfervektor zur Einführung fremder Gene in AcNPV ist zur Zeit pAc373. Viele andere Vektoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, sind ebenfalls entworfen worden. Diese umschließen zum Beispiel pVL985 (welches das Polyhedrin-Startcodon von ATG nach ATT ändert und welches eine BamHI-Clonierungsstelle 32 Basenpaare stromabwärts des ATT einführt; vgl. Luckow und Summers, Virology (1989) 17:31).Of the most commonly used transfer vector for introducing foreign Gene in AcNPV is currently pAc373. Many other vectors, the professionals are known in the art have also been designed. These enclose for example, pVL985 (which replaces the polyhedrin start codon of ATG ATT changes and which a BamHI cloning site 32 base pairs downstream of Introduces ATT; see. Luckow and Summers, Virology (1989) 17:31).
Das Plasmid enthält gewöhnlich auch das Polyhedrin-Polyadenylierungssignal (Miller et al., (1988) Ann. Rev. Microbiol, 42:177) und ein prokaryontisches Gen für Ampicillin-Resistenz (amp) und einen Replikationsursprung für Selektion und Vermehrung in E. coli.The Contains plasmid usually also the polyhedrin polyadenylation signal (Miller et al., (1988) Ann. Rev. Microbiol, 42: 177) and a procaryotic gene for ampicillin resistance (amp) and an origin of replication for selection and propagation in E. coli.
Baculovirus-Transfervektoren enthalten gewöhnlich einen Baculovirus-Promotor. Ein Baculovirus-Promotor ist jede DNA-Sequenz, die in der Lage ist, eine Baculovirus-RNA-Polymerase zu binden und die stromabwärts gerichtete (5' zu 3') Transkription einer codierenden Sequenz (z. B. eines Strukturgens) in mRNA einzuleiten. Ein Promotor wird eine Region zur Einleitung der Transkription besitzen, die gewöhnlich proximal des 5'-Endes der codierenden Sequenz liegt. Diese Region zur Einleitung der Transkription umschließt gewöhnlich eine Bindungsstelle für RNA-Polymerase und eine Stelle zur Einleitung der Transkription. Ein Baculovirus-Transfervektor kann auch eine zweite Domäne, Enhancer genannt, besitzen, die, falls vorhanden, gewöhnlich distral des Strukturgens liegt. Die Expression kann entweder reguliert oder konstitutiv erfolgen.Baculovirus transfer vectors usually contain a baculovirus promoter. A baculovirus promoter is any DNA sequence capable of binding a baculovirus RNA polymerase and initiating downstream (5 'to 3') transcription of a coding sequence (e.g., a structural gene) into mRNA , A promoter will have a transcription initiation region, usually proximal to the 5 'end of the coding sequence. This region for initiating transcription usually includes a binding site for RNA polymerase and a site for initiating transcription. A baculovirus transfer vector may also have a second domain, called an enhancer, which, if present, is usually a fragment of the structural gene. Expression can be either regulated or constitutive.
Strukturgene,
die in einem viralen Infektionszyklus zu späten Zeitpunkten im Überfluss
transkribiert werden, liefern besonders nützliche Promotor-Sequenzen.
Beispiele umschließen
Sequenzen, die von dem Gen, das das virale Polyhedrin-Protein codiert,
Friesen et al., (1986) "The
Regulation of Baculovirus Gene Expression: in: The Molecular Biology
of Baculoviruses (Hrsg. Walter Doerfler);
DNA, die geeignete Signalsequenzen codiert, kann von Genen für sekretierte Insekten- oder Baculovirus-Proteine wie etwa dem Baculovirus-Polyhedrin-Gen erhalten werden (Carbonell et al., (1988) Gene 73:409). Da die Signale für posttranslationale Modifikationen bei Säugerzellen (wie etwa Signalpeptid-Spaltung, proteolytische Spaltung und Phosphorylierung) von Insektenzellen erkannt zu werden scheinen und die Signale die für Sekretion und Akkumulation im Kern benötigt werden, anscheinend ebenfalls zwischen den Zellen von Wirbellosen und den Zellen von Wirbeltieren konserviert sind, können alternativ ebenfalls Leader-Sequenzen verwendet werden, die nicht insektenstämmigen Ursprungs sind, wie jene, die von Genen stammen, die (alpha) α-Interferon des Menschen, Maeda et al., (1985) Nature 315:592; Gastrin freisetzendes Peptid des Menschen, Lebacq-Verheyden et al., (1988), Molec. Cell. Biol. 8:3129; IL-2 des Menschen, Smith et al., (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82:8404; IL-3 der Maus, (Miyajima et al., (1987) Gene 58:273; und Glucocerebrosidase des Menschen, Martin et al. (1988) DNA, 7:99, codieren, um Sekretion bei Insekten zu bewirken.DNA, encoding the appropriate signal sequences may be secreted by genes Insect or baculovirus proteins such as the baculovirus polyhedrin gene (Carbonell et al., (1988) Gene 73: 409). Because the signals for post-translational Modifications in mammalian cells (such as signal peptide cleavage, proteolytic cleavage and phosphorylation) of insect cells seem to be recognized and the signals for secretion and accumulation needed at the core apparently, also between the cells of invertebrates and cells of vertebrates are conserved, alternatively also leader sequences used, which are not of insect origin, such as those which are derived from genes, the human alpha (alpha) interferon, Maeda et al., (1985) Nature 315: 592; Human gastrin releasing peptide, Lebacq-Verheyden et al., (1988), Molec. Cell. Biol. 8: 3129; Human IL-2, Smith et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 8404; IL-3 mouse, (Miyajima et al., (1987) Gene 58: 273; and glucocerebrosidase of Humans, Martin et al. (1988) DNA, 7:99, encode secretion to cause insects.
Ein rekombinantes Polypeptid oder Polyprotein kann intrazellulär exprimiert oder es kann, falls es mit den richtigen Regulationssequenzen exprimiert wird, sekretiert werden. Eine gute intrazelluläre Expression von nicht fusionierten fremden Proteinen erfordert gewöhnlich heterologe Gene, die idealerweise eine kurze Leader-Sequenz besitzen, welche geeignete Signale für die Einleitung der Translation enthalten, die einem ATG-Startsignal vorausgehen. Falls gewünscht, kann Methionin am N-Terminus durch in vitro-Inkubation mit Cyanogenbromid vom reifen Protein abgespalten werden.One recombinant polypeptide or polyprotein can be expressed intracellularly or it can, if it expresses with the correct regulatory sequences will be secreted. Good intracellular expression of unfused foreign proteins usually requires heterologous genes that ideally have a short leader sequence, which suitable signals for the initiation of translation included an ATG start signal precede. If desired, can methionine at the N-terminus by in vitro incubation with cyanogen bromide be split off from the mature protein.
Alternativ können rekombinante Polyproteine oder Proteine, die nicht natürlicherweise sekretiert werden, von der Insektenzelle sekretiert werden, indem chimäre DNA-Moleküle erzeugt werden, die ein Fusionsprotein codieren, welches ein Fragment einer Leader-Sequenz umfasst, das die Sekretion des fremden Proteins in Insekten bewirkt. Das Fragment der Leader-Sequenz codiert gewöhnlich ein Signalpeptid, das hydrophobe Aminosäuren umfasst, die die Translokation des Proteins in das endoplasmatische Retikulum steuert.alternative can recombinant polyproteins or proteins that are not natural be secreted by the insect cell to be secreted by chimera DNA molecules which encode a fusion protein which is a fragment a leader sequence that involves the secretion of the foreign protein in insects. The fragment of the leader sequence usually encodes Signal peptide, which includes hydrophobic amino acids, the translocation of the protein in the endoplasmic reticulum controls.
Nach Insertion der DNA-Sequenz und/oder des Gens, das den Vorläufer des Expressionsproduktes des Proteins codiert, wird eine insektenstämmige Wirtszelle mit der heterologen DNA des Transfervektors und der genomischen DNA des Wildtyp-Baculovirus kotransformiert – gewöhnlich durch Kotransfizierung. Der Promotor und die Sequenz für die Beendung der Transkription der Konstruktion wird gewöhnlich einen 2–5 kb großen Abschnitt des Baculovirus-Genoms umfassen. Verfahren zur Einführung von heterologer DNA an der gewünschten Stelle im Baculovirus sind auf dem Fachgebiet bekannt. (Vgl. Summers und Smith, vorstehend; Ju et al. (1987); Smith et al., Mol. Cell. Biol. (1983) 3:2156; und Luckow und Summers (1989)). Zum Beispiel kann die Insertion in ein Gen wie etwa das Polyhedrin-Gen durch doppelte homologe Crossover-Rekombination erfolgen; die Insertion kann auch in eine Stelle für ein Restriktionsenzym erfolgen, welche in das gewünschte Baculovirus-Gen eingefügt worden ist. Miller et al., (1989), Bioessays 4:91. Wenn die DNA-Sequenz an die Stelle des Polyhedrin-Gens in dem Expressionsvektor cloniert wird, wird sie sowohl von den für Polyhedrin spezifischen 5'- als auch 3'-Sequenzen flankiert und wird stromabwärts des Polyhedrin-Promotors positioniert.To Insertion of the DNA sequence and / or the gene that is the precursor of the Expression product of the protein encoded, an insect-host cell with the heterologous DNA of the transfer vector and the genomic Wild-type baculovirus DNA is cotransformed - usually by co-transfection. The promoter and the sequence for the termination of the transcription of the construction usually becomes one 2-5 kb huge Section of the baculovirus genome. Procedure for the introduction of heterologous DNA to the desired Baculovirus sites are known in the art. (See Summers and Smith, supra; Ju et al. (1987); Smith et al., Mol. Cell. Biol. (1983) 3: 2156; and Luckow and Summers (1989)). For example may be insertion into a gene such as the polyhedrin gene double homologous crossover recombination occurs; the insertion can also be in a position for a restriction enzyme which results in the desired baculovirus gene added has been. Miller et al., (1989), Bioessays 4:91. If the DNA sequence cloned in place of the polyhedrin gene in the expression vector will, both from the for Polyhedrin specific 5'- as well as 3 'sequences flanked and becomes downstream of the polyhedrin promoter positioned.
Der neu gebildete Baculovirus-Expressionsvektor wird anschließend in ein infektiöses rekombinantes Baculovirus verpackt. Homologe Rekombination tritt in geringer Häufigkeit auf (zwischen etwa 1% und etwa 5%); auf diese Weise ist die Mehrheit des nach der Kotransfizierung produzierten Virus immer noch das Wildtyp-Virus. Daher ist ein Verfahren zur Identifizierung rekombinanter Viren erforderlich. Ein Vorteil des Expressionssystems besteht in der visuellen Durchmusterung, die gestattet, rekombinante Viren zu unterscheiden. Das Polyhedrin-Protein, das von dem ursprünglichen Virus produziert wird, wird in sehr hohen Spiegeln in den Zellkernen infizierter Zellen zu späten Zeitpunkten nach der viralen Infektion produziert. Akkumuliertes Polyhedrin-Protein bildet Einschlusskörper, die zusätzlich eingebettete Partikel enthalten. Diese Einschlusskörper mit einer Größe von bis zu 15 μm sind hoch refraktil, was ihnen eine hellglänzende Erscheinung verleiht, die leicht unter dem Lichtmikroskop erkannt werden kann. Zellen, die mit rekombinanten Viren infiziert sind, fehlen solche Einschlusskörper. Um das rekombinante Virus vom Wildtyp-Virus zu unterscheiden, wird der Überstand der Transfizierung unter Verwendung von Techniken, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, auf eine einzellige Schicht an Insektenzellen aufgebracht, um Plaques zu bilden. Diese Plaques werden unter dem Lichtmikroskop auf die Anwesenheit (kennzeichnend für das Wildtyp-Virus) oder das Fehlen (kennzeichnend für das rekombinante Virus) von Einschlusskörpern durchmustert. Current Protocols in Microbiology, Bd. 2 (Ausubel et al., Hrsg.) unter 16,8 (Erg. 10, 1990); Summers und Smith, vorstehend; Miller et al. (1989).The newly formed baculovirus expression vector is then packaged into an infectious recombinant baculovirus. Homologous recombination occurs at low frequency (between about 1% and about 5%); in this way, the majority of virus produced after co-transfection is still the wild-type virus. Therefore, a method for identifying recombinant viruses is required. An advantage of the expression system is the visual screening that allows to distinguish recombinant viruses. The polyhedrin protein produced by the original virus is produced at very high levels in the nuclei of infected cells at late time points after viral infection. Accumulated polyhedrin protein forms inclusion bodies which additionally contain embedded particles. These inclusion bodies, up to 15 μm in size, are highly refractile, giving them a bright-luster appearance that can easily be detected under the light microscope. Cells infected with recombinant viruses lack such inclusion bodies. To distinguish the recombinant virus from the wild-type virus, the supernatant of the transfection is determined using techniques known to those skilled in the art unicellular layer applied to insect cells to form plaques. These plaques are screened under the light microscope for the presence (indicative of the wild-type virus) or absence (indicative of the recombinant virus) of inclusion bodies. Current Protocols in Microbiology, vol. 2 (Ausubel et al., Eds.), Under 16.8 (Erg.10, 1990); Summers and Smith, supra; Miller et al. (1989).
Rekombinante
Baculovirus-Expressionsvektoren sind für die Infektion verschiedener
Insektenzellen entwickelt worden. Rekombinante Baculoviren sind
unter anderem entwickelt worden für: Aedes aegypti, Autographa
californica, Bombyx mori, Drosophila melanogaster, Spodoptera frugiperda
und Trichoplusia ni (PCT-Veröffentl.
Nr.
Zellen und Zellkulturmedien können sowohl für die direkte als auch die Fusionsexpression von heterologen Polypeptiden in einem Baculovirus-Expressionssystem käuflich erworben werden; die Zellkultur-Technik ist Fachleuten auf dem Gebiet allgemein bekannt. Vgl. z. B. Summers und Smith, vorstehend.cell and cell culture media as well as the direct as well as the fusion expression of heterologous polypeptides in a baculovirus expression system for sale to be acquired; The cell culture technique is one of skill in the art well known. See, for. Summers and Smith, supra.
Die modifizierten Insektenzellen können dann in einem geeigneten Nährmedium gezüchtet werden, das den stabilen Verbleib des Plasmids oder der Plasmide, die in der modifizierten insektenstämmigen Wirtszelle vorliegen, gestattet. Wenn das Gen für das Expressionsprodukt unter induzierbarer Kontrolle steht, kann die Wirtszelle auf eine hohe Dichte gezüchtet und die Expression induziert werden. Alternativ, wenn die Expression konstitutiv ist, wird das Produkt kontinuierlich in das Kulturmedium exprimiert, und das Nährmedium muss kontinuierlich zirkuliert werden, während das interessierende Produkt entnommen wird und verbrauchte Nährstoffe ergänzt werden. Das Produkt kann durch Verfahren wie Chromatographie, z. B. HPLC, Affinitätschromatographie, Ionenaustausch-Chromatographie usw., Elektrophorese, Dichtegradienten-Zentrifugation, Lösungsmittel-Extraktion oder dergleichen gereinigt werden. Ggf. kann das Produkt darüber hinaus, wie angegeben, gereinigt werden, um so im Wesentlichen alle vom Insekt stammenden Proteine, die ebenfalls in das Kulturmedium sekretiert werden oder aus der Lyse der Insektenzellen stammen, zu entfernen, um ein Produkt zu liefern, welches wenigstens im Wesentlichen frei von Resten der Wirtszelle, z. B. Proteinen, Lipiden und Polysacchariden, ist.The modified insect cells can then in a suitable nutrient medium cultured be the stable fate of the plasmid or plasmids, present in the modified insect-host cell, allowed. If the gene for the expression product is under inducible control, the Host cell grown to a high density and expression induced become. Alternatively, if the expression is constitutive, that will Product continuously expressed in the culture medium, and the nutrient medium must be continuously circulated while the product of interest is taken and consumed nutrients added become. The product may be purified by methods such as chromatography, e.g. B. HPLC, affinity chromatography, Ion exchange chromatography, etc., electrophoresis, density gradient centrifugation, solvent extraction or the like. Possibly. In addition, the product can As stated, so to speak, essentially all of Insect-derived proteins, which also secreted into the culture medium be removed or lysed from the insect cells, to provide a product which is at least substantially free residues of the host cell, e.g. Proteins, lipids and polysaccharides, is.
Um Protein-Expression zu erreichen, werden rekombinante Wirtszellen, die von den Transformanten abstammen, unter Bedingungen inkubiert, die die Expression der Sequenz gestatten, die das rekombinante Protein codiert. Diese Bedingungen werden in Abhängigkeit von der ausgewählten Wirtszelle variieren. Die Bedingungen können jedoch von Fachleuten auf dem Gebiet, basierend auf dem Wissensstand des Fachgebietes, leicht festgelegt werden.Around To achieve protein expression, recombinant host cells, derived from the transformants, incubated under conditions which allow expression of the sequence encoding the recombinant protein coded. These conditions will depend on the selected host cell vary. The conditions can however, by professionals in the field based on knowledge of the subject area, be easily determined.
iv. Bakterielle Systemeiv. Bacterial systems
Bakterielle Expressionstechniken sind auf dem Fachgebiet bekannt. Ein bakterieller Promotor ist jede beliebige DNA-Sequenz, die in der Lage ist, bakterielle RNA-Polymerase zu binden und die stromabwärts stattfindende (3'-)Transkription einer codierenden Sequenz (z. B. eines Strukturgens) in mRNA einzuleiten. Ein Promotor wird eine Region zur Einleitung der Transkription besitzen, die gewöhnlich proximal des 5'-Endes der codierenden Sequenz liegt. Die Region zur Einleitung der Transkription umschließt gewöhnlich eine Bindungsstelle für RNA-Polymerase und eine Stelle zur Einleitung der Transkription. Ein bakterieller Promotor kann auch einen zweite, Operator genannte Domäne besitzen, welche eine benachbarte Bindungsstelle für RNA-Polymerase, an der die RNA-Synthese beginnt, überlappt. Der Operator gestattet negativ regulierte (induzierbare) Transkription, da ein Gen-Repressorprotein den Operator binden kann und damit die Transkription eines spezifischen Gens verhindern kann. Konstitutive Expression kann beim Fehlen von negativen Regulationselementen wie etwa des Operators auftreten. Zusätzlich kann eine positive Regulation durch eine ein Gen-Aktivatorprotein bindende Sequenz erreicht werden, welche, wenn vorhanden, gewöhnlich proximal (5') der Bindungssequenz für RNA-Polymerase liegt. Ein Beispiel für ein Gen-Aktivatorprotein ist das katabolische Aktivatorprotein (CAP), das hilft, die Transkription des lac-Operon bei Escherichia coli (E. coli) einzuleiten (Raibaud et al., (1984) Annu. Rev. Genet. 18:173). Regulierte Expression kann daher entweder positiv oder negativ sein, wodurch die Transkription entweder verstärkt oder reduziert wird.bacterial Expression techniques are known in the art. A bacterial Promoter is any DNA sequence that is capable of bacterial RNA polymerase too tie and the downstream taking place (3 '-) transcription a coding sequence (eg a structural gene) into mRNA. A promoter will have a region to initiate transcription, usually proximal to the 5 'end the coding sequence is located. The region to initiate transcription surrounds usually a binding site for RNA polymerase and a site for initiating transcription. A bacterial promoter can also be called a second operator domain possessing an adjacent binding site for RNA polymerase, at which RNA synthesis begins, overlaps. The operator allows negatively regulated (inducible) transcription as a gene repressor protein can bind the operator and thus the transcription of a specific Can prevent gene. Constitutive expression may be absent Negative regulatory elements such as the operator occur. additionally can be a positive regulation by a gene activator protein binding sequence can be achieved, which, if present, is usually proximal (5 ') of the binding sequence for RNA polymerase lies. An example for a gene activator protein is the catabolic activator protein (CAP), that helps transcribe the lac operon to Escherichia coli (E. coli) (Raibaud et al., (1984) Annu. Rev. Genet. 18: 173). regulated Expression may therefore be either positive or negative, thereby the transcription amplified either or reduced.
Sequenzen,
die Enzyme metabolischer Stoffwechselwege codieren, liefern besonders
nützliche
Promotor-Sequenzen. Beispiele schließen Promotor-Sequenzen ein,
die von Zucker abbauenden Enzymen stammen, wie etwa Galactose, Lactose
(lac) (Chang et al., (1977) Nature 198:1056) und Maltose. Zusätzliche
Beispiele umschließen
Promotor-Sequenzen, die von biosynthetischen Enzymen stammen, wie
etwa Tryptophan (trp) (Goeddel et al., (1980) Nucl. Acids Res. 8:4057;
Yelverton et al., (1981) Nucl. Acids Res. 9:731;
Zusätzlich dienen
synthetische Promotoren, die in der Natur nicht vorkommen, ebenfalls
als bakterielle Promotoren. Zum Beispiel können die Sequenzen zur Aktivierung
der Transkription des ersten bakteriellen oder Bakteriophagen-Promotors
mit den Operon-Sequenzen eines zweiten bakteriellen oder Bakteriophagen-Promotors verbunden
werden, wodurch ein synthetischer Hybrid-Promotor erzeugt wird (
Zusätzlich zu einer funktionierenden Promotor-Sequenz ist eine wirksame Bindungsstelle für ein Ribosom ebenfalls für die Expression von fremden Genen in Prokaryonten von Nutzen. In E. coli wird die Bindungsstelle für ein Ribosom die Shine-Dalgarno (SD)-Sequenz genannt und umschließt ein Startcodon (ATG) und eine Sequenz mit einer Länge von 3–9 Nucleotiden, die 3–11 Nucleotide stromaufwärts des Startcodons liegt (Shine et al., (1975) Nature 254:34). Es wird angenommen, dass die SD-Sequenz die Bindung von mRNA an das Ribosom durch die Paarung von Basen zwischen der SD-Sequenz und dem 3'-Ende der 16S-rRNA von E. coli unterstützt (Steitz et al., (1979) "Genetic signals and nucleotide Sequenzen in messenger RNA." In Biological Regulation and Development: Gene Expression (Hrsg. R. F. Goldberger)). Um eukaryontische Gene und prokaryontische Gene mit einer schwachen Bindungsstelle für das Ribosom zu exprimieren, ist es oft notwendig, den Abstand zwischen der SD-Sequenz und dem ATG des eukaryontischen Gens zu optimieren (Sambrook et al., (1989) "Expression of cloned genes in Escherichia coli." In Molecular Cloning: A Laboratory Manual).In addition to a functioning promoter sequence is an effective binding site for a Ribosome also for the expression of foreign genes in prokaryotes of use. In E. coli becomes the binding site for a ribosome called Shine-Dalgarno (SD) sequence and includes a start codon (ATG) and a Sequence with a length from 3-9 Nucleotides that are 3-11 Nucleotides upstream the start codon (Shine et al., (1975) Nature 254: 34). It will believed that the SD sequence involved the binding of mRNA to the ribosome by the mating of bases between the SD sequence and the 3 'end of the 16S rRNA supported by E. coli (Steitz et al., (1979) "Genetic signals and nucleotide sequences in messenger RNA. "In Biological Regulation and Development: Gene Expression (Ed. R. F. Goldberger)). To eukaryotic Genes and prokaryotic genes with a weak binding site for the To express ribosome, it is often necessary to change the distance between to optimize the SD sequence and the ATG of the eukaryotic gene (Sambrook et al., (1989) "Expression of cloned genes in Escherichia coli. "In Molecular Cloning: A Laboratory Manual).
Ein
DNA-Molekül
kann intrazellulär
exprimiert werden. Eine Promotor-Sequenz kann direkt mit dem DNA-Molekül verbunden
werden, in diesem Fall wird die erste Aminosäure am N-Terminus immer ein
Methionin sein, das durch das ATG-Startcodon codiert wird. Falls gewünscht kann
Methionin am N-Terminus durch in vitro-Inkubation mit Cyanogenbromid
oder durch entweder in vivo- oder in vitro-Inkubation mit einer bakteriellen für das N-terminale
Methionin spezifischen Peptidase von dem Protein abgespalten werden
(
Fusionsproteine
liefern eine Alternative zur Steuerung der Expression. Gewöhnlich wird
eine DNA-Sequenz, die den N-terminalen Abschnitt eines endogenen
Bakterienproteins oder eines anderen stabilen Proteins codiert,
an das 5'-Ende von
heterologen codierenden Sequenzen fusioniert. Bei der Expression
wird diese Konstruktion eine Fusion der beiden Aminosäuresequenzen
liefern. Zum Beispiel kann das Zellgen des lambda-Bakteriophagen
an das 5'-Ende eines
fremden Gens gebunden und in Bakterien exprimiert werden. Das entstandene
Fusionsprotein behält
bevorzugt eine Stelle für
ein prozessierendes Enzym (Faktor Xa), um das Bakteriophagen-Protein
von dem fremden Gen abzuspalten (Nagai et al., (1984) Nature 309:810).
Fusionsproteine können
auch mit Sequenzen der lacZ- (Jia et al., (1987) Gene 60:197), trpE-
(Allen et al., (1987) J. Biotechnol. 5:93; Makoff et al., (1989)
J. Gen. Microbiol. 135:11) und Chey-Gene (
Alternativ
können
fremde Proteine auch von der Zelle sekretiert werden, indem chimäre DNA-Moleküle erzeugt
werden, die ein Fusionsprotein codieren, das ein Signalpeptid-Sequenz-Fragment
umfasst, welches die Sekretion des fremden Protein in Bakterien
unterstützt
(
DNA,
die geeignete Signalsequenzen codiert, kann von Genen für sekretierte
bakterielle Proteine stammen, wie etwa dem Gen für das äußere Membranprotein von E.
coli (ompA) (Masui et al., (1983), in: Experimental Manipulation
of Gene Expression; Ghrayeb et al., (1984) EMBO J. 3:2437) und der
Signalsequenz für
alkalische Phosphatase von E. coli (PhoA) (Oka et al., (1985) Proc.
Natl. Acad. Sci. 82:7212). Als ein zusätzliches Beispiel kann die
Signalsequenz des Gens für
alpha-Amylase von
verschiedenen Bacillus-Stämmen verwendet
werden, um heterologe Proteine von B. subtilis zu sekretieren (Palva
et al., (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:5582;
Gewöhnlich sind die Sequenzen zur Beendung der Transkription, die von Bakterien erkannt werden, regulatorische Regionen, die 3'-wärts des Translations-Stoppcodons liegen und daher zusammen mit dem Promotor die codierende Sequenz flankieren. Diese Sequenzen steuern die Transkription einer mRNA, die in das Polypeptid, das von der DNA codiert wird, translatiert werden kann. Sequenzen zur Beendung der Transkription umschließen häufig DNA-Sequenzen mit etwa 50 Nucleotiden, die in der Lage sind, Stamm-Schleifen-Strukturen zu bilden, die die Beendung der Transkription unterstützen. Beispiele umschließen Sequenzen zur Beendung der Transkription, die von Genen mit starken Promotoren stammen, wie etwa dem trp-Gen von E. coli als auch anderen biosynthetischen Genen.Usually are the sequences to stop transcription by bacteria be recognized, regulatory regions, the 3'-ward of the translation stop codon and therefore together with the promoter flank the coding sequence. These sequences control transcription an mRNA encoding the polypeptide encoded by the DNA, can be translated. Sequences to terminate transcription enclose often DNA sequences of about 50 nucleotides that are capable of stem-loop structures to form the end of the transcription. Examples enclose Sequences to stop transcription from genes with strong ones Promoters such as the E. coli trp gene as well as other biosynthetic Genes.
Gewöhnlich werden die vorstehend beschriebenen Bestandteile, die einen Promotor, eine Signalsequenz (falls gewünscht), die interessierende Codierungssequenz und die Sequenz zur Beendung der Transkription umfassen, zusammen in Expressionskonstruktionen vereint. Die Expressionskonstruktionen werden oft in einem Replikon wie etwa einem extrachromosomalen Element (z. B. Plasmiden) gehalten, die zu einem stabilen Verbleib in einem Wirtsorganismus wie etwa Bakterien in der Lage sind. Das Replikon wird ein Replikationssystem besitzen, wodurch ihm ermöglicht wird, in einem prokaryontischen Wirtsorganismus entweder zur Expression oder zur Clonierung und Amplifizierung bestehen zu bleiben. Zusätzlich kann ein Replikon ein Plasmid entweder mit einer hohen oder einer geringen Anzahl von Kopien sein. Ein Plasmid mit einer hohen Anzahl von Kopien wird allgemein eine Anzahl an Kopien zwischen etwa 5 bis etwa 200 und gewöhnlich etwa 10 bis etwa 150 besitzen. Ein Wirtsorganismus, der ein Plasmid mit einer hohen Anzahl an Kopien enthält, wird bevorzugt mindestens 10 und mehr bevorzugt mindestens etwa 20 Plasmide enthalten. In Abhängigkeit von der Wirkung des Vektors und des fremden Proteins in dem Wirtsorganismus kann ein Vektor mit entweder hoher oder geringer Anzahl an Kopien ausgewählt werden.Usually will the above-described components which contain a promoter, a Signal sequence (if desired), the coding sequence of interest and the sequence for termination transcription, together in expression constructions united. The expression constructions are often in a replicon such as an extrachromosomal element (e.g., plasmids), which leads to a stable fate in a host organism such as Bacteria are able. The replica becomes a replication system own, which enables him in a prokaryotic host organism is either expressed or to persist for cloning and amplification. In addition, can a replicon is a plasmid of either high or low Be number of copies. A plasmid with a high number of copies Generally, a number of copies will be between about 5 to about 200 and usually about 10 to about 150 have. A host organism that is a plasmid containing a high number of copies is preferred at least 10 and more preferably at least about 20 plasmids. In dependence from the effect of the vector and the foreign protein in the host organism can be a vector with either high or low copy numbers selected become.
Alternativ
können
die Expressionskonstruktionen mit einem integrierenden Vektor in
das bakterielle Genom integriert werden. Integrierende Vektoren
enthalten mindestens eine Sequenz, die zu dem bakteriellen Chromosom,
das die Integration des Vektors gestattet, homolog ist. Die Integrationen
scheinen aus Rekombinationen zwischen der homologen DNA in dem Vektor
und dem bakteriellen Chromosom zu resultieren. Zum Beispiel integrieren
sich integrierende Vektoren, die mit DNA von verschiedenen Bacillus-Stämmen konstruiert worden
sind, in das Bacillus-Chromosom
(
Gewöhnlich können extrachromosomale und integrierende Expressionskonstruktionen selektierbare Markierungen enthalten, um die Selektion auf bakterielle Stämme, die transformiert worden sind, zu gestatten. Selektierbare Markierungen können in dem bakteriellen Wirtsorganismus exprimiert werden und können Gene einschließen, die die Bakterien resistent gegen Wirkstoffe wie etwa Ampicillin, Chloramphenicol, Erythromycin, Kanamycin (Neomycin) und Tetracyclin machen (Davies et al., (1978) Annu. Rev. Microbiol. 32:469). Selektierbare Markierungen können auch biosynthetische Gene einschließen, wie etwa jene aus den Stoffwechselwegen für die Biosynthese von Histidin, Tryptophan und Leucin.Usually, extrachromosomal and integrating expression constructs selectable markers included the selection for bacterial strains that have been transformed are to be allowed. Selectable labels may be present in the bacterial host organism can and can be expressed Include genes, the bacteria are resistant to drugs such as ampicillin, Chloramphenicol, erythromycin, kanamycin (neomycin) and tetracycline (Davies et al., (1978) Annu., Rev. Microbiol., 32: 469). selectable Markers can also include biosynthetic genes, such as those of the Metabolic pathways for the biosynthesis of histidine, tryptophan and leucine.
Alternativ können einige der vorstehend beschriebenen Bestandteile in Transformationsvektoren zusammengefasst werden. Transformationsvektoren umfassen gewöhnlich eine selektierbare Markierung, die entweder in einem Replikon gehalten oder in einen integrierenden Vektor entwickelt wird, wie vorstehend beschrieben.alternative can some of the components described above in transformation vectors be summarized. Transformation vectors usually include one selectable marker either held in a replicon or developed into an integrating vector as above described.
Expressions-
und Transformationsvektoren, entweder extrachromosomale Replikons
oder integrierende Vektoren, sind für die Transformation zahlreicher
Bakterien entwickelt worden. Zum Beispiel sind Expressionsvektoren
unter anderem für
die nachstehenden Bakterien entwickelt worden: Bacillus subtilis
(Palva et al., (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:5582;
Verfahren
zur Einführung
von exogener DNA in bakterielle Wirtszellen sind auf dem Fachgebiet
gut bekannt und umschließen
gewöhnlich
entweder die Transformation von Bakterien, die mit CaCl2 oder
anderen Agenzien wie etwa divalenten Kationen und DMSO behandelt
worden sind. DNA kann auch durch Elektroporation in Bakterienzellen
eingeführt
werden. Die Transformationsverfahren variieren gewöhnlich mit
der Bakterienart, die transformiert werden soll. (Vgl. z. B. für die Verwendung
von Bacillus: Masson et al., (1989) FEMS Microbiol. Lett. 60..273;
Palva et al., (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:5582;
v. Expression in Hefev. Expression in yeast
Auch Hefe-Expressionssysteme sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. Ein Hefe-Promotor ist jede beliebige DNA-Sequenz, die in der Lage ist, Hefe-RNA-Polymerase zu binden und die flussabwärts stattfindende (3') Transkription einer codierenden Sequenz (z. B. eines Strukturgens) in mRNA einzuleiten. Ein Promotor wird eine Region zur Einleitung der Transkription besitzen, die gewöhnlich proximal zum 5'-Ende der codierenden Sequenz platziert ist. Diese Region zur Einleitung der Transkription umschließt gewöhnlich eine Bindungsstelle für RNA-Polymerase (die "TATA-Box") und eine Stelle zur Einleitung der Transkription. Ein Hefe-Promotor kann auch eine zweite, stromaufwärts liegende Aktivator-Sequenz (UAS) genannte Domäne besitzen, die, falls vorhanden, gewöhnlich distal des Strukturgens liegt. Die UAS gestattet regulierte (induzierbare) Expression. Konstitutive Expression tritt bei Abwesenheit einer UAS ein. Regulierte Expression kann entweder positiv oder negativ sein, wodurch die Transkription entweder verstärkt oder reduziert wird.Also Yeast expression systems are known to those skilled in the art. A yeast promoter is any DNA sequence that is capable of yeast RNA polymerase to tie up and down the river taking place (3 ') Transcription of a coding sequence (eg a structural gene) into mRNA. A promoter becomes a region for initiation have transcription which is usually placed proximal to the 5 'end of the coding sequence is. This region for initiating transcription usually includes one Binding site for RNA polymerase (the "TATA box") and a site to initiate transcription. A yeast promoter can also be a second, upstream possessing the active activator sequence (UAS), which, if present, usually distal to the structural gene. The UAS allows regulated (inducible) Expression. Constitutive expression occurs in the absence of a UAS. Regulated expression can be either positive or negative which either enhances or reduces transcription.
Hefe
ist ein fermentierender Organismus mit einem aktiven Stoffwechselweg,
daher liefern Sequenzen, die Enzyme des Stoffwechselwege codieren,
besonders nützliche
Promotor-Sequenzen. Beispiele umschließen Alkoholdehydrogenase (ADH)
(
Zusätzlich dienen
auch synthetische Promotoren, die in der Natur nicht vorkommen,
als Promotoren in Hefe. Zum Beispiel können UAS-Sequenzen eines Hefe-Promotors mit der
Region zur Aktivierung der Transkription eines anderen Hefe-Promotors verbunden
werden, wodurch ein synthetischer Hybrid-Promotor erzeugt wird.
Beispiele solcher Hybrid-Promotoren umschließen die ADH-Regulatorsequenz
verbunden mit der Region zur Aktivierung der GAP-Transkription (
Ein DNA-Molekül kann in Hefe intrazellulär exprimiert werden. Eine Promotor-Sequenz kann direkt mit dem DNA-Molekül verbunden werden; in diesem Fall wird die erste Aminosäure am N-Terminus des rekombinanten Proteins immer ein Methionin sein, das durch das ATG-Startcodon codiert wird. Falls gewünscht, kann das Methionin am N-Terminus durch in vitro-Inkubation mit Cyanogenbromid abgespalten werden.One DNA molecule can be intracellular in yeast are expressed. A promoter sequence can directly with the DNA molecule get connected; in this case, the first amino acid will be at the N-terminus always be a methionine produced by the recombinant protein ATG start codon is encoded. If desired, the methionine on the N-terminus cleaved by in vitro incubation with cyanogen bromide become.
Fusionsproteine
liefern eine Alternative für
Hefe-Expressionssysteme, sowohl in säugerstämmigen, pflanzlichen-, Baculovirus-
und bakteriellen Expressionssystemen. Gewöhnlich wird eine DNA-Sequenz,
die den N-terminalen Abschnitt eines endogenen Hefe-Proteins oder
eines anderen stabilen Proteins codiert, an das 5'-Ende von heterologen codierenden Sequenzen
fusioniert. Bei der Expression wird diese Konstruktion eine Fusion
der beiden Aminosäuresequenzen
liefern. Zum Beispiel kann das Superoxid-Dismutase (SOD)-Gen der
Hefe oder des Menschen mit dem 5'-Ende
eines fremden Gens verbunden und in Hefe exprimiert werden. Die
DNA-Sequenz an der Verbindungsstelle der beiden Aminosäuresequenzen
kann eine Spaltstelle codieren oder nicht. Vgl. z. B.
Alternativ können fremde Proteine auch von der Zelle in das Kulturmedium sektretiert werden, indem chimäre DNA-Moleküle erzeugt werden, die ein Fusionsprotein codieren, welches ein Fragment einer Leader-Sequenz umfasst, das die Sekretion des fremden Proteins in Hefe sicherstellt. Bevorzugt werden Prozessierungsstellen zwischen dem Leader-Fragment und dem fremden Gen codiert, die entweder in vivo oder in vitro gespalten werden können. Das Fragment der Leader-Sequenz codiert gewöhnlich ein Signalpeptid, das hydrophobe Aminosäuren umfasst, die die Sekretion des Proteins aus der Zelle steuern.alternative can Foreign proteins also sektretiert from the cell into the culture medium be by chimera DNA molecules which encode a fusion protein which is a fragment a leader sequence that involves the secretion of the foreign protein in yeast ensures. Processing centers are preferred between the leader fragment and the foreign gene, either in can be cleaved in vivo or in vitro. The fragment of the leader sequence usually codes a signal peptide that includes hydrophobic amino acids that regulate secretion control of the protein from the cell.
DNA,
die geeignete Signalsequenzen codiert, kann von Genen für sekretierte
Hefe-Proteine erhalten werden,
wie etwa dem Hefe-Invertase-Gen (
Eine
bevorzugte Klasse der Leader-Sequenzen zur Sekretion sind jene,
die ein Fragment des alpha-Faktor-Gens verwenden, welches sowohl
eine "prä-"Signalsequenz als
auch eine "pro-"Region enthält. Die
Typen der alpha-Faktor-Fragmente,
die verwendet werden können,
umschließen
sowohl die prä-pro-alpha-Faktor-Leader-Sequenz
in voller Länge
(etwa 83 Aminosäurereste)
als auch verkürzte
alpha-Faktor-Leader-Sequenzen (gewöhnlich etwa 25 bis etwa 50
Aminosäurereste)
(
Gewöhnlich sind die Sequenzen zur Beendung der Transkription, die von Hefe erkannt werden, regulatorische Regionen, die 3'-wärts des Translations-Stoppcodons liegen und auf diese Weise zusammen mit dem Promotor die codierende Sequenz flankieren. Diese Sequenzen steuern die Transkription einer mRNA, die in das Polypeptid, das von der DNA codiert wird, translatiert werden kann. Beispiele für eine Sequenz zur Beendung der Transkription und andere von Hefe erkannte Sequenzen zur Beendung sind z. B. jene, die glycolytische Enzyme codieren.Usually are the sequences to terminate the transcription recognized by yeast become regulatory regions that are 3'-wards of the translation stop codon lie together in this way flank the coding sequence with the promoter. These sequences control the transcription of an mRNA encoding the polypeptide, the is encoded by the DNA can be translated. Examples of a sequence to terminate transcription and other yeast-recognized sequences to finish are z. For example, those encoding glycolytic enzymes.
Gewöhnlich werden die vorstehend beschriebenen Bestandteile, die einen Promotor, eine Leader-Sequenz (falls gewünscht), eine interessierende codierende Sequenz und eine Sequenz zur Beendung der Transkription umfassen, in Expressionskonstruktionen zusammengefasst. Die Expressionskonstruktionen werden oft in einem Replikon wie etwa einem extrachromosomalen Element (z. B. Plasmiden) gehalten, die zu stabilem Verbleib in einem Wirtsorganismus wie etwa Hefe oder Bakterien in der Lage sind. Das Replikon kann zwei Replikationssysteme besitzen, wodurch ermöglicht wird, dass es zum Beispiel in Hefe zur Expression und in einem prokaryontischen Wirtsorganismus zur Clonierung und Amplifizierung aufrechterhalten wird. Beispiele für solche Hefe-Bakterien-Pendelvektoren umschließen YEp24 (Botstein et al., (1979) Gene 8:17–24), pCI/1 (Brake et al., (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:4642–4646) und YRp17 (Stinchcomb et al., (1982) J. Mol. Biol. 158:157). Zusätzlich kann ein Replikon ein Plasmid mit entweder einer hohen oder einer geringen Anzahl an Kopien sein. Ein Plasmid mit einer hohen Anzahl an Kopien wird allgemein eine Anzahl an Kopien besitzen, die von etwa 5 bis etwa 200 reicht und gewöhnlich etwa 10 bis etwa 150 Kopien umfasst. Ein Wirtsorganismus, der ein Plasmid mit einer hohen Anzahl an Kopien enthält, wird bevorzugt mindestens etwa 10 und mehr bevorzugt mindestens etwa 20 Kopien besitzen. In Abhängigkeit von der Wirkung des Vektors und des fremden Proteins auf den Wirtsorganismus kann zwischen einem Vektor mit hoher oder geringer Anzahl an Kopien gewählt werden. Vgl. Brake et al., vorstehend.Usually, the components described above, comprising a promoter, a leader sequence (if desired), a coding sequence of interest, and a transcription termination sequence, are grouped into expression constructs. The expression constructs are often maintained in a replicon such as an extrachromosomal element (e.g., plasmids) capable of stably residing in a host organism such as yeast or bacteria. The replicon may have two replication systems, thereby allowing it to be maintained, for example, in yeast for expression and in a prokaryotic host organism for cloning and amplification. Examples of such yeast-bacterial shuttle vectors include YEp24 (Botstein et al., (1979) Gene 8: 17-24), pCI / 1 (Brake et al., (1984) Proc Natl Acad Sci., USA 81: 4642-4646) and YRp17 (Stinchcomb et al., (1982) J. Mol. Biol. 158: 157). In addition, a replicon may be a plasmid with either a high or a low number of copies. A high copy number plasmid will generally have a number of copies ranging from about 5 to about 200, and usually from about 10 to about 150 copies. A host organism containing a high copy number plasmid will preferably have at least about 10 and more preferably at least about 20 copies. Depending on the effect of the vector and foreign protein on the host organism, one may choose between a high or low copy number vector. See Brake et al., Supra.
Alternativ können die Expressionskonstruktionen mit einem integrierenden Vektor in das Genom der Hefe integriert werden. Integrierende Vektoren enthalten gewöhnlich mindestens eine Sequenz, die homolog zu einem Hefe-Chromosom ist und die dem Vektor die Integration gestattet, und bevorzugt zwei homologe Sequenzen, die die Expressionskonstruktion flankieren. Integrationen scheinen aus Rekombinationen zwischen homologer DNA in dem Vektor und dem Chromosom der Hefe zu resultieren (Orr-Weaver et al., (1983) Methods in Enzymol. 101:228–245). Ein integrierender Vektor kann auf eine spezifische Stelle in der Hefe gerichtet werden, indem die geeignete homologe Sequenz für einen Einschluss in den Vektor ausgewählt wird. Vgl. Orr-Weaver et al., vorstehend. Eine oder mehrere Expressionskonstruktionen können integriert werden, die möglicherweise die Spiegel an rekombinantem Protein, das produziert wird, beeinflussen (Rine et al., (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:6750). Die chromosomalen Sequenzen, die im Vektor eingeschlossen sind, können entweder als ein einzelnes Segment in dem Vektor auftreten, was zu der Integration des gesamten Vektors führt, oder als zwei Segmente, die homolog zu benachbarten Segmenten in dem Chromosom sind und die Expressionskonstruktion in dem Vektor flankieren, was zu der stabilen Integration der Expressionskonstruktion allein führen kann.alternative can the expression constructions with an integrating vector in the genome of the yeast will be integrated. Including integrating vectors usually at least one sequence homologous to a yeast chromosome and which allows the vector to integrate, and preferably two homologous sequences flanking the expression construction. Integrations appear from recombinations between homologous DNA in the vector and chromosome of the yeast (Orr-Weaver et al., (1983) Methods in Enzymol. 101: 228-245). An integrating vector can be directed to a specific site in the yeast by the appropriate homologous sequence for an inclusion in the vector is selected. See Orr-Weaver et al., supra. One or more expression constructs can be integrated that may be affect the levels of recombinant protein produced (Rine et al., (1983) Proc Natl Acad Sci., USA 80: 6750). The chromosomal Sequences that are included in the vector may be either as a single Segment occur in the vector, resulting in the integration of the whole Vector leads, or as two segments homologous to adjacent segments in the chromosome and the expression construction in the vector flank, leading to the stable integration of the expression construct alone to lead can.
Gewöhnlich können extrachromosomale und sich integrierende Expressionskonstruktionen selektierbare Markierungen enthalten, die die Selektion von Hefestämmen ermöglichen, die transformiert worden sind. Selektierbare Markierungen können biosynthetische Gene einschließen, die in der hefestämmigen Wirtszelle exprimiert werden können, wie etwa ADE2, HIS4, LEU2, TRP1 und ALG7, und das G418-Resistenz-Gen, welches die Resistenz gegenüber Tunicamycin beziehungsweise G418 auf Hefezellen überträgt. Zusätzlich kann eine geeignete selektierbare Markierung auch Hefe liefern, die die Fähigkeit besitzt, in Anwesenheit toxischer Bestandteile wie etwa Metall zu wachsen. Zum Beispiel gestattet die Anwesenheit von CUP1 der Hefe, in der Anwesenheit von Kupferionen zu wachsen (Butt et al., (1987) Microbiol. Rev. 51:351).Usually, extrachromosomal and integrating expression constructs selectable markers which allow the selection of yeast strains that transform have been. Selectable labels may include biosynthetic genes that in the hips Host cell can be expressed, such as ADE2, HIS4, LEU2, TRP1 and ALG7, and the G418 resistance gene, which the resistance to Tunicamycin or G418 transmits to yeast cells. In addition, a suitable Selectable marker also provide yeast that has the ability has, in the presence of toxic components such as metal too to grow. For example, the presence of CUP1 allows the yeast to to grow in the presence of copper ions (Butt et al., (1987) Microbiol. Rev. 51: 351).
Alternativ können einige der vorstehend beschriebenen Bestandteile in Transformationsvektoren zusammengefasst werden. Transformationsvektoren umfassen gewöhnlich eine selektierbare Markierung, die entweder in einem Replikon aufrechterhalten wird oder in einen sich integrierenden Vektor entwickelt ist, wie vorstehend beschrieben.alternative can some of the components described above in transformation vectors be summarized. Transformation vectors usually include one selectable marker either maintained in a replicon or developed into an integrating vector as above described.
Expressions-
und Transformationsvektoren, entweder als extrachromosomales Replikon
oder als sich integrierende Vektoren, sind für die Transformation zahlreicher
Hefen entwickelt worden. Zum Beispiel sind Expressionsvektoren und
Verfahren zur Einführung
von exogener DNA in hefestämmige
Wirtsorganismen unter anderem für
die nachstehenden Hefen entwickelt worden: Candida albicans (Kurtz,
et al., (1986) Mol. Cell. Biol. 6:142); Candida maltosa (Kunze,
et al., (1985) J. Basic Microbiol. 25:141); Hansenula polymorpha
(Gleeson, et al., (1986) J. Gen. Microbiol. 132:3459; Roggenkamp
et al., (1986) Mol. Gen. Genet. 202:302); Kluyveromyces fragilis
(Das, et al., (1984) J. Bacteriol. 158:1165); Kluyveromyces lactis
(De Louvencourt et al., (1983) J. Bacteriol. 154:737; Van den Berg
et al., (1990) Bio/Technology 8:135); Pichia guillerimondii (Kunze
et al., (1985) J. Basic Microbiol. 25:141); Pichia pastoris (Cregg,
et al., (1985) Mol. Cell. Biol. 5:3376;
Verfahren
zur Einführung
exogener DNA in hefestämmige
Wirtszellen sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und umschließen gewöhnlich entweder
die Transformierung von Spheroplasten oder von intakten Hefezellen,
die mit Alkali-Kationen behandelt sind. Die Transformierungsverfahren
variieren gewöhnlich
mit den Hefearten, die transformiert werden sollen. Vgl. z. B. [Kurtz
et al., (1986) Mol. Cell. Biol. 6:142; Kunze et al., (1985) J. Basic
Microbiol. 25:141; Candida]; [Gleeson et al., (1986) J. Gen. Microbiol.
132:3459; Roggenkamp et al., (1986) Mol. Gen. Genet. 202:302; Hansenula];
[Das et al., (1984) J. Bacteriol. 158:1165; De Louvencourt et al.,
(1983) J. Bacteriol. 154:1165; Van den Berg et al., (1990) Bio/Technology
8:135; Kluyveromyces]; [Cregg et al., (1985) Mol. Cell. Biol. 5:3376;
Kunze et al., (1985) J. Basic Microbiol. 25:141;
Definitionendefinitions
Eine Zusammensetzung, die X enthält, ist "im Wesentlichen frei von" Y, wenn mindestens 85 Gewichts-% des gesamten X + Y in der Zusammensetzung X darstellt. Bevorzugt umfasst X mindestens etwa 90 Gewichts-% des gesamten X + Y in der Zusammensetzung, mehr bevorzugt mindestens etwa 95 Gewichts-% oder sogar 99 Gewichts-%.A Composition containing X, is "essentially free from "Y, if at least 85% by weight of the total X + Y in the composition X represents. Preferably, X comprises at least about 90% by weight of the total X + Y in the composition, more preferably at least about 95% by weight or even 99% by weight.
Ein "konserviertes" Aminosäure-Fragment oder Protein von Neisseria ist eines, das in einem bestimmten Protein von Neisseria in mindestens x % von Neisseria vorliegt. Der Wert für x kann 50% oder mehr betragen, z. B. 66%, 75%, 80%, 90%, 95% oder sogar 100% (d. h. die Aminosäure wird in dem fraglichen Protein in allen Neisseria gefunden). Um zu bestimmen, ob eine Aminosäure in einem bestimmten Neisseria-Protein "konserviert" ist, ist es notwendig, diesen Aminosäurerest in den Sequenzen des fraglichen Proteins mit einer Mehrheit unterschiedlicher Neisseria (einer Referenzpopulation) zu vergleichen. Die Referenzpopulation kann eine Anzahl an verschiedenen Neisseria-Arten einschließen oder kann eine einzelne Art einschließen. Die Referenzpopulation kann eine Anzahl an verschiedenen Serogrupen einer bestimmten Art oder eine einzelne Serogruppe einschließen. Eine bevorzugte Referenzpopulation umfasst die 5 häufigsten Neisseria.A "conserved" amino acid fragment or protein from Neisseria is one that is in a particular protein of Neisseria is present in at least x% of Neisseria. The value for x can 50% or more, z. 66%, 75%, 80%, 90%, 95% or even 100% (i.e., the amino acid is found in the protein in question in all Neisseria). Around to determine if an amino acid is "conserved" in a given Neisseria protein, it is necessary to have this amino acid residue in the sequences of the protein in question with a majority of different Neisseria (a reference population). The reference population may include a number of different Neisseria species or can include a single style. The reference population can be a number of different serogroups of a certain kind or a single sero group. A preferred reference population includes the 5 most common Neisseria.
Der Ausdruck "heterolog" betrifft zwei biologische Bestandteile, die in der Natur nicht zusammen angetroffen werden. Die Bestandteile können Wirtszellen, Gene oder Regulator-Regionen wie etwa Promotoren sein. Obgleich die heterologen Bestandteile in der Natur nicht zusammen angetroffen werden, können sie miteinander funktionieren, z. B. wenn ein Promotor, der heterolog zu einem Gen ist, funktionell mit dem Gen verbunden ist. Ein anderes Beispiel ist, wenn eine Neisseria-Sequenz heterolog zu einer mausstämmigen Wirtszelle ist.Of the Term "heterologous" refers to two biologicals Ingredients that are not found together in nature. The ingredients can Host cells, genes or regulatory regions such as promoters. Although the heterologous components are not related in nature can be encountered they work together, eg. When a promoter is heterologous to a gene that is functionally linked to the gene. Another An example is when a Neisseria sequence is heterologous to a mouse host cell is.
Ein "Replikationsursprung" ist eine Polynucleotidsequenz, die die Replikation von Polynucleotiden wie etwa eines Expressionsvektors einleitet und reguliert. Der Replikationsursprung verhält sich wie eine eigenständige Einheit der Polynucleotid-Replikation innerhalb einer Zelle und ist zu Replikation unter seiner eigenen Kontrolle in der Lage. Ein Replikationsursprung kann für einen Vektor benötigt werden, damit er sich in einer bestimmten Wirtszelle repliziert. Mit bestimmten Replikationsursprüngen kann ein Expressionsvektor in Anwesenheit der geeigneten Proteine innerhalb der Zelle mit einer hohen Anzahl an Kopien reproduziert werden. Beispiele für Replikationsursprünge sind die sich selbständig replizierenden Sequenzen, die in Hefe wirksam sind; und das virale T-Antigen, das in COS-7-Zellen wirksam ist.An "origin of replication" is a polynucleotide sequence, the replication of polynucleotides such as an expression vector initiates and regulates. The origin of replication behaves like an independent one Unit of polynucleotide replication within a cell and is under its own control to replicate in a position. An origin of replication may be needed for a vector so that it replicates in a particular host cell. With certain replication origins may be an expression vector in the presence of the appropriate proteins reproduced within the cell with a high number of copies become. examples for origins of replication they are self-employed replicating sequences that are active in yeast; and the viral T antigen that is effective in COS-7 cells.
Eine "mutierte" Sequenz ist als
eine DNA-, RNA- oder Aminosäuresequenz
definiert, die sich von der natürlichen
oder offenbarten Sequenz unterscheidet, aber homolog zu ihr ist.
In Abhängigkeit
von der jeweiligen Sequenz ist der Grad an Homologie (Sequenz-Identität) zwischen
der natürlichen
oder offenbarten Sequenz und der mutierten Sequenz bevorzugt größer als
50% (z. B. 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% oder größer), was, wie vorstehend beschrieben,
berechnet wird. Der hierin verwendete Begriff einer "allelen Variante" eines Nucleinsäuremoleküls oder
einer Region, für
die hierin eine Nucleinsäuresequenz
gegeben ist, ist ein Nucleinsäuremolekül oder eine
Region, die im Wesentlichen an der selben Stelle in dem Genom eines
anderen oder zweiten Isolats auftritt und die auf Grund von natürlicher
Variation durch zum Beispiel Mutation oder Rekombination eine ähnliche,
aber nicht identische Nucleinsäuresequenz
aufweist. Eine allele Variante einer codierenden Region codiert
typischerweise ein Protein, welches ähnliche Aktivität zu der
des Proteins aufweist, das durch jenes Gen codiert wird, mit dem
sie verglichen wird. Eine allele Variante kann auch eine Änderung in
den nicht translatierten 5'- oder 3'-Regionen des Gens
umfassen, wie etwa in regulatorischen Kontrollregionen. (Vgl. zum
Beispiel
Antikörperantibody
Der hierin verwendete Begriff "Antikörper betrifft ein Polypeptid oder eine Gruppe von Polypeptiden, die aus mindestens einer Antikörper kombinierenden Stelle aufgebaut sind. Eine "Antikörper kombinierende Stelle" ist der dreidimensionale Bindungsraum mit einer inneren Oberflächenform und Ladungsverteilung, die komplementär zu den Eigenschaften eines Epitops eines Antigens sind und eine Bindung des Antikörpers mit dem Antigen gestatten. "Antikörper" umschließt zum Beispiel Antikörper von Wirbeltieren, Hybrid-Antikörper, chimäre Antikörper, humanisierte Antikörper, veränderte Antikörper, univalente Antikörper, Fab-Proteine und Antikörper mit einer einzelnen Domäne.Of the As used herein, "antibody a polypeptide or a group of polypeptides consisting of at least an antibody are constructed combining point. An "antibody combining site" is the three-dimensional one Bonding space with an inner surface shape and charge distribution, the complementary to the properties of an epitope of an antigen are and one Binding of the antibody allow with the antigen. "Antibody" encloses for example antibody of vertebrates, hybrid antibodies, chimeric antibodies, humanized Antibody, changed Antibody, univalent antibodies, Fab proteins and antibodies with a single domain.
Antikörper gegen die Proteine der Erfindung sind für die Affinitätschromatographie, einen Immuntest und zur Unterscheidung/Identifizierung von menB-Proteinen von Neisseria nützlich. Antikörper, die gegen die Proteine der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, binden an antigene Polypeptide oder Proteine oder Proteinfragmente, die anwesend sind und spezifisch mit menB-Stämmen von Neisseria meningitidis verbunden sind. In einigen Fällen können diese Antigene mit spezifischen Stämmen verbunden sein, wie etwa jene Antigene, die spezifisch für die menB-Stämme sind. Die Antikörper der Erfindung können an einer Matrix immobilisiert und in einem Immuntest oder in einer Säule für eine Affinitätschromatographie verwendet werden, um den Nachweis und/oder die Trennung von Polypeptiden, Proteinen oder Proteinfragmenten oder Zellen, die solche Polypeptide, Proteine oder Proteinfragmente umfassen, zu gestatten. Alternativ können solche Polypeptide, Proteine oder Proteinfragmente immobilisiert werden, um Antikörper nachzuweisen, die in der Lage sind, spezifisch hieran zu binden.Antibodies against the proteins of the invention are for affinity chromatography, an immunoassay and for the discrimination / identification of menB proteins useful by Neisseria. Antibody, which are generated against the proteins of the present invention, bind to antigenic polypeptides or proteins or protein fragments, that are present and specific with menB strains of Neisseria meningitidis are connected. In some cases can these antigens may be associated with specific strains, such as those antigens specific for the menB strains are. The antibodies of the invention immobilized on a matrix and in an immunoassay or in a Column for affinity chromatography used to detect and / or separate polypeptides, Proteins or protein fragments or cells containing such polypeptides, Proteins or protein fragments include. alternative can immobilized such polypeptides, proteins or protein fragments be to antibodies be able to specifically bind to it.
Antikörper gegen Proteine der Erfindung, sowohl polyclonale als auch monoclonale, können durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden. Allgemein wird das Protein zunächst verwendet, um ein geeignetes Tier, bevorzugt eine Maus, Ratte, ein Kaninchen oder eine Ziege, zu immunisieren. Kaninchen und Ziegen werden auf Grund des erhaltbaren Volumen an Serum und der Verfügbarkeit von markierten anti-Kaninchen- und anti-Ziege-Antikörper für die Herstellung von polyclonalen Seren bevorzugt. Die Immunisierung wird allgemein duch Vermischen oder Emulgieren des Proteins in Kochsalzlösung, bevorzugt in einem Adjuvans wie etwa vollständigem Freundschen Adjuvans und parenterales Injizieren des Gemisches oder der Emulsion (allgemein subkutan oder intramuskulär) durchgeführt. Typischerweise ist eine Dosis von 50–200 μg/Injektion ausreichend. Die Immunisierung wird allgemein 2–6 Wochen später mit einer oder mehreren Injektionen des Proteins in Kochsalzlösung bevorzugt unter Verwendung von unvollständigem Freundschem Adjuvans aufgefrischt. Man kann alternativ Antikörper durch in vitro-Immunisierung unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren erzeugen, die für die Zwecke dieser Erfindung als gleichwertig zur in vivo-Immunisierung angesehen wird. Polyclonale Antiseren werden durch Blutabnahme von dem immunisierten Tier in ein Glas- oder Plastikgefäß, Inkubieren des Blutes bei 25°C über eine Stunde und anschließender Inkubation bei 4°C über 2–18 Stunden erreicht. Das Serum wird durch Zentrifugation (z. B. 1.000 g über 10 Minuten) gewonnen. Etwa 20–50 ml pro Abnahme können von Kaninchen gewonnen werden.Antibodies against Proteins of the invention, both polyclonal and monoclonal, can by conventional Process are produced. Generally, the protein is first used a suitable animal, preferably a mouse, rat, rabbit or a goat, to immunize. Rabbits and goats are opened Reason for the obtainable volume of serum and the availability of labeled anti-rabbit and anti-goat antibodies for production of polyclonal sera preferred. The immunization becomes common by mixing or emulsifying the protein in saline, preferably in an adjuvant such as Freund's complete adjuvant and parenterally injecting the mixture or emulsion (generally subcutaneous or intramuscular) carried out. Typically, a dose of 50-200 μg / injection is sufficient. The Immunization generally becomes 2-6 weeks later preferred with one or more injections of the protein in saline using incomplete Freund's adjuvant refreshed. Alternatively, antibodies can be used in vitro immunization using art known Generate methods for the purposes of this invention are considered equivalent to in vivo immunization becomes. Polyclonal antisera are immunized by blood sampling Add animal to a glass or plastic tube, incubate the blood 25 ° C over a Hour and then Incubation at 4 ° C for 2-18 hours reached. The serum is purified by centrifugation (eg, 1,000 g for 10 minutes). won. About 20-50 ml per decrease can be obtained from rabbits.
Monoclonale Antikörper werden unter Verwendung des Standardverfahrens von Köhler & Milstein (Nature (1975) 256:495–96) oder einer Modifizierung hiervon hergestellt. Typischerweise wird eine Maus oder Ratte immunisiert, wie vorstehend beschrieben. Anstatt dem Tier Blut abzunehmen, um Serum zu entnehmen, wird jedoch die Milz (und optional mehrere große Lymphknoten) entnommen und in einzelne Zellen dissoziiert. Falls gewünscht, können die Milzzellen durchmustert werden (nach Entfernung von adhärenten nicht spezifischen Zellen), indem eine Zellsuspension auf eine Platte oder eine Vertiefung aufgebracht wird, die mit dem Protein-Antigen überzogen ist. B-Zellen, die an die Membran gebundenes Immunglobulin, das für das Antigen spezifisch ist, exprimieren, binden an die Platte und werden nicht mit dem Rest der Suspension abgespült. Resultierende B-Zellen oder alle dissoziierten Milzzellen werden dann angeregt, mit Myelomzellen zu fusionieren, um Hybridome zu bilden, und in einem selektiven Kulturmedium (z. B. Hypoxanthin, Aminopterin, Thymidin-Kulturmedium, "HAT") kultiviert. Die entstandenen Hybridome werden durch limitierende Verdünnung plattiert und auf die Produktion von Antikörper, die spezifisch das immunisierende Antigen binden (und die nicht an nicht-verwandte Antigene binden), untersucht. Die selektierten, MAb sekretierenden Hybridome werden dann entweder in vitro (z. B. in Gewebekultur-Flaschen oder Hohlfaser-Reaktoren) oder in vivo (wie Ascites bei Mäusen) kultiviert.monoclonal antibody are prepared using the standard method of Köhler & Milstein (Nature (1975) 256: 495-96) or a modification thereof. Typically will immunize a mouse or rat as described above. Instead of However, the animal will take blood from the animal to take serum Spleen (and optionally several large ones Lymph nodes) and dissociated into individual cells. If desired can the spleen cells are screened (after removal of adherent non specific cells) by placing a cell suspension on a plate or a well coated with the protein antigen is. B cells, the immunoglobulin bound to the membrane, the for the Antigen is specific, express, bind to the plate and become not rinsed with the rest of the suspension. Resulting B-cells or all dissociated spleen cells are then stimulated with myeloma cells to fuse to form hybridomas, and in a selective Culture medium (eg., Hypoxanthine, aminopterin, thymidine culture medium, "HAT") cultivated. The resulting hybridomas are plated by limiting dilution and on the production of antibodies, which specifically bind the immunizing antigen (and which do not bind unrelated antigens). The selected, MAb-secreting hybridomas are then either in vitro (eg. in tissue culture bottles or hollow fiber reactors) or in vivo (such as ascites in mice).
Falls gewünscht, können die Antikörper (polyclonale oder monoclonale) unter Verwendung herkömmlicher Techniken markiert werden. Geeignete Markierungen umschließen Fluorophore, Chromophore, radioaktive Atome (besonders 32P und 125I), elektronendichte Reagenzien, Enzyme und Liganden, die spezifische Bindungspartner haben. Enzyme werden typischerweise durch ihre Aktivität nachgewiesen. Zum Beispiel wird Meerrettich-Peroxidase gewöhnlich durch ihre Fähigkeit nachgewiesen, 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin (TMB) in ein blaues Pigment umzuwandeln, das mit einem Spektrophotometer quantifizierbar ist. Der Ausdruck "spezifischer Bindungspartner" betrifft ein Protein, das in der Lage ist, ein Ligand-Molekül mit hoher Spezifität zu binden, wie zum Beispiel in dem Fall eines Antigens und eines monoclonalen Antikörpers, der hierfür spezifisch ist. Andere spezifische Bindungspartner umschließen Biotin und Avidin oder Streptavidin, IgG und Protein A, und die zahlreichen Rezeptor-Ligand-Paare, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Es sollte deutlich sein, dass die vorstehende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die verschiedenen Markierungen bestimmten Klassen zuzuordnen, da die selbe Markierung auf mehrere unterschiedliche Arten verwendet werden kann. Zum Beispiel kann 125I als eine radioaktive Markierung oder als ein elektronendichtes Reagenz dienen. HRP kann als Enzym oder als Antigen für einen mAK dienen. Darüber hinaus kann man verschiedene Markierungen für eine gewünschte Wirkung kombinieren. Zum Beispiel erfordern bei der Ausführung dieser Erfindung mAK und Avidin ebenfalls Markierungen: auf diese Weise könnte man einen mAK mit Biotin markieren und seine Anwesenheit mit Avidin, das mit 125I markiert ist, oder mit einem anti-Biotin-mAK, der mit HRP markiert ist, nachweisen. Andere Permutationen und Möglichkeiten werden sich Fachleuten auf dem Gebiet leicht erschließen, und sie werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als gleichwertig angesehen.If desired, the antibodies (polyclonal or monoclonal) can be labeled using conventional techniques. Suitable labels include fluorophores, chromophores, radioactive atoms (especially 32 P and 125 I), electron dense reagents, enzymes, and ligands that have specific binding partners. Enzymes are typically detected by their activity. For example, horseradish peroxidase is commonly detected by its ability to convert 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) to a blue pigment that is quantifiable by a spectrophotometer. The term "specific binding partner" refers to a protein capable of binding a ligand molecule with high specificity, such as in the case of an antigen and a monoclonal antibody specific thereto. Other specific binding partners include biotin and avidin or streptavidin, IgG and protein A, and the numerous receptor-ligand pairs known in the art. It should be understood that the above description is not intended to assign the various tags to particular classes since the same tag can be used in a number of different ways. For example, 125 I may serve as a radioactive label or as an electron-dense reagent. HRP can serve as an enzyme or as an antigen for a mAb. In addition, one can combine different markers for a desired effect. For example, in the practice of this invention, mAK and Avi require din also labels: in this way one could label a mAb with biotin and detect its presence with avidin labeled with 125 I or with an anti-biotin mAb labeled with HRP. Other permutations and possibilities will be readily apparent to those skilled in the art, and are considered equivalent in the context of the present invention.
Antigene, Immunogene, Polypeptide, Proteine oder Proteinfragmente der vorliegenden Erfindung rufen die Bildung von spezifischen Bindungspartner-Antikörpern hervor. Diese Antigene, Immunogene, Polypeptide, Proteine oder Proteinfragmente der vorliegenden Erfindung umfassen immunogene Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung. Solche immunogenen Zusammensetzungen können darüber hinaus Adjuvantien, Trägerstoffe oder andere Zusammensetzungen umfassen oder einschließen, welche die Antigene, Polypeptide, Proteine oder Proteinfragmente der vorliegenden Erfindung unterstützen oder verstärken oder stabilisieren. Solche Adjuvantien und Trägerstoffe werden sich Fachleuten auf dem Gebiet leicht erschließen.Antigens Immunogens, polypeptides, proteins or protein fragments of the present invention Invention cause the formation of specific binding partner antibodies. These antigens, immunogens, polypeptides, proteins or protein fragments of the present invention include immunogenic compositions of the present invention. Such immunogenic compositions can about that addition adjuvants, carriers or include other compositions which the antigens, polypeptides, proteins or protein fragments of the present invention Support invention or reinforce or stabilize. Such adjuvants and carriers will become those of skill in the art to tap into the field easily.
Arzneimitteldrug
Arzneimittel können entweder Polypeptide, Antikörper, oder Nucleinsäuren der Erfindung umfassen (einschließen). Die Arzneimittel werden eine therapeutisch wirksame Menge an entweder Polypeptiden, Antikörpern oder Polynucleotiden der vorliegenden Erfindung umfassen.drug can either polypeptides, antibodies, or nucleic acids of the invention include. The medicines will be a therapeutically effective amount of either polypeptides, antibodies or Polynucleotides of the present invention include.
Der hierin verwendete Ausdruck „therapeutisch wirksame Menge" betrifft eine Menge eines therapeutischen Agens zur Behandlung, Linderung oder Verhinderung einer bestimmten Krankheit oder eines bestimmten Zustandes oder um eine nachweisbare therapeutische oder präventive Wirkung zu zeigen. Die Wirkung kann zum Beispiel durch chemische Markierungen oder Antigen-Spiegel nachgewiesen werden. Therapeutische Wirkungen umschließen auch die Reduktion physischer Symptome wie etwa gesunkener Körpertemperatur nach Verabreichung an einen fiebrigen Patienten. Die genaue wirksame Menge für einen Patienten wird von der Größe und dem Gesundheitszustand des Patienten, der Art und des Ausmaßes des Zustandes und der therapeutischen Mittel oder Kombination an therapeutischen Mitteln, die zur Verabreichung ausgewählt wurden, abhängig sein. Es ist daher nicht sinnvoll, eine genaue wirksame Menge im Voraus festzulegen. Die wirksame Menge für eine gegebene Situation kann jedoch durch Routineuntersuchungen bestimmt werden und liegt im Ermessen des Arztes.Of the used herein "therapeutically effective amount " an amount of a therapeutic agent for treatment, relief or prevention of a particular disease or condition Condition or a detectable therapeutic or preventive To show effect. The effect can be for example by chemical Markings or antigen levels are detected. therapeutic Enclose effects also the reduction of physical symptoms such as decreased body temperature after administration to a feverish patient. The exact effective Amount for a patient becomes of the size and the Health status of the patient, the nature and extent of the patient Condition and therapeutic agent or combination of therapeutic Be dependent on the agents selected for administration. It therefore does not make sense to have an accurate effective amount in advance set. The effective amount for a given situation may be however, be determined by routine examinations and is within Discretion of the doctor.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Dosis von etwa 0,01 mg/kg bis 50 mg/kg oder von 0,05 mg/kg bis etwa 10 mg/kg der DNA-Konstruktionen für das Individum, dem sie verabreicht wird, ausreichen.For the purpose The present invention provides an effective dose of about 0.01 mg / kg to 50 mg / kg or from 0.05 mg / kg to about 10 mg / kg of the DNA constructs for the Individual to whom it is administered.
Arzneimittel kann auch einen pharmazeutisch verträglichen Trägerstoff enthalten. Der Ausdruck „pharmazeutisch verträglicher Trägerstoff" betrifft einen Trägerstoff zur Verabreichung eines therapeutischen Agens wie etwa Antikörpern oder eines Polypeptids, Genen und anderen therapeutischen Agenzien. Der Ausdruck betrifft jeden beliebigen pharmazeutischen Trägerstoff, der nicht selbst die Produktion von Antikörpern anregt, die dem Individuum, welches die Zusammensetzung erhält, Schaden zufügen, und der ohne ungebührliche Toxizität verabreicht werden kann. Geeignete Trägerstoffe können große Makromoleküle sein, die langsam im Körper abgebaut werden, wie etwa Proteine, Polysaccharide, Polymilchsäuren, Polyglykolsäuren, polymere Aminosäuren, Aminosäure-Kopolymere und inaktive Viruspartikel. Solche Trägerstoffe sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt.drug may also contain a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutical compatible Carrier "refers to a carrier for administration of a therapeutic agent such as antibodies or a polypeptide, genes and other therapeutic agents. Of the Expression refers to any pharmaceutical carrier, which does not itself stimulate the production of antibodies to the individual, which receives the composition, Do harm, and without undue toxicity can be administered. Suitable carriers may be large macromolecules, the slow in the body such as proteins, polysaccharides, polylactic acids, polyglycolic acids, polymeric amino acids, amino acid copolymers and inactive virus particles. Such carriers are professionals on the Area well known.
Pharmazeutisch verträgliche Salze können hierin verwendet werden, zum Beispiel Mineralsäure-Salze wie etwa Hydrochloride, Hydrobromide, Phosphate, Sulfate und dergleichen; und die Salze von organischen Säuren, wie Acetate, Propionate, Malonate, Benzoate und dergleichen. Eine umfassende Diskussion von pharmazeutisch verträglichen Exzipien ist in Remington's Pharmaceutical Sciences (Mack Pub. Co., N. J. 1991) verfügbar.pharmaceutical compatible Salts can For example, mineral acid salts such as hydrochlorides, Hydrobromides, phosphates, sulfates and the like; and the salts of organic acids, such as acetates, propionates, malonates, benzoates and the like. A Comprehensive discussion of pharmaceutically acceptable excipients is in Remington's Pharmaceutical Sciences (Mack Pub., Co., N.J., 1991).
Pharmazeutisch verträgliche Trägerstoffe in Arzneimitteln können Flüssigkeiten wie etwa Wasser, Kochsalzlösung, Glycerin und Ethanol enthalten. Zusätzlich können Hilfssubstanzen wie etwa benetzende oder emulgierende Agenzien, pH-Wert puffernde Substanzen und dergleichen in solchen Trägerstoffen vorliegen. Typischerweise werden die Arzneimittel als Injektionslösungen hergestellt, entweder als flüssige Lösungen oder Suspensionen; feste Formen, die zur Lösung in oder Suspension in flüssigen Trägerstoffen vor der Injektion geeignet sind, können ebenfalls hergestellt werden. Liposomen sind in die Definition für einen pharmazeutisch verträglichen Trägerstoff eingeschlossen.pharmaceutical compatible excipients in medicines liquids such as water, saline, Glycerin and ethanol included. In addition, auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, pH buffering substances and the like in such carriers available. Typically, the drugs are prepared as injection solutions, either as liquid solutions or suspensions; solid forms intended for solution in or suspension in liquid excipients are suitable before injection can also be prepared become. Liposomes are in the definition of a pharmaceutically acceptable excipient locked in.
Abgabeverfahrendelivery methods
Sobald die Zusammensetzungen der Erfindung formuliert worden sind, können sie dem Individuum direkt verabreicht werden. Die zu behandelnden Individuen können Tiere sein; besonders menschliche Patienten können behandelt werden.As soon as the compositions of the invention have been formulated, they can administered directly to the individual. The individuals to be treated can Be animals; especially human patients can be treated.
Direkte Verabreichung der Zusammensetzungen wird allgemein durch Injektion erreicht, entweder subkutan, intraperitoneal, intravenös oder intramuskulär, oder sie wird in den interstitiellen Raum eines Gewebes verabreicht. Die Zusammensetzungen können auch in eine Verletzung hinein verabreicht werden. Andere Verabreichungswege umschließen orale Verabreichung und pulmonale Verabreichung, Suppositorien und transdermale und transkutane Verabreichungen, Nadeln und Gen-Schussvorrichtungen oder Hyposprays. Die Dosierung kann über einen Behandlungsplan mit einer Einzeldosis oder mit Mehrfachdosen erfolgen.direct Administration of the compositions is generally by injection achieved, either subcutaneously, intraperitoneally, intravenously or intramuscularly, or it is administered into the interstitial space of a tissue. The compositions can also be administered in an injury. Other routes of administration enclose oral administration and pulmonary administration, suppositories and transdermal and transcutaneous administrations, needles and gene gunners or hyposprays. The dosage can be over with a treatment plan a single dose or with multiple doses.
Impfstoffevaccines
Impfstoffe im Einklang mit der Erfindung könne entweder prophylaktisch (d. h. zur Verhinderung einer Infektion) oder therapeutisch (d. h. zur Behandlung einer Krankheit nach der Infektion) wirken.vaccines in accordance with the invention either prophylactically (i.e., to prevent infection) or therapeutically (i.e., for the treatment of a disease after Infection).
Solche Impfstoffe umfassen immunisierende Antigen(e) oder Immunogen(e), immunogenes Polypeptid, Protein(e) oder Proteinfragmente oder Nucleinsäuren (z. B. Ribonucleinsäure oder Desoxyribonucleinsäure), gewöhnlich in Verbindung mit „pharmazeutisch verträglichen Trägerstoffen", die jeden beliebigen Trägerstoff einschließen, der nicht selbst die Produktion von Antikörpern anregt, die dem Individuum, welches die Zusammensetzung erhält, Schaden zufügen. Geeignete Trägerstoffe sind typischerweise große Makromoleküle, die langsam im Körper abgebaut werden, wie etwa Proteine, Polysaccharide, Polymilchsäuren, Polyglykolsäuren, polymere Aminosäuren, Aminosäure-Kopolymere, Lipid-Aggregate (wie etwa Öltröpfchen oder Liposomen) und inaktive Viruspartikel. Solche Trägerstoffe sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt. Zusätzlich können diese Trägerstoffe als immunstimulierende Agenzien („Adjuvantien") wirken. Darüber hinaus kann das Immunogen oder Antigen an ein bakterielles Toxin konjugiert sein, wie etwa ein Toxoid der Diphtherie-, Tetanus-, Cholera-, H. pylori-Pathogene und dergleichen.Such Vaccines include immunizing antigen (s) or immunogen (s), immunogenic polypeptide, protein (s) or protein fragments or nucleic acids (e.g. B. ribonucleic acid or deoxyribonucleic acid), usually in association with "pharmaceutical acceptable Carrier ", which is any excipient lock in, which does not itself stimulate the production of antibodies to the individual, which receives the composition, Cause harm. Suitable carriers are typically big Macromolecules that slow in the body such as proteins, polysaccharides, polylactic acids, polyglycolic acids, polymeric Amino acids, Amino acid copolymers, Lipid aggregates (such as oil droplets or Liposomes) and inactive virus particles. Such carriers are available to professionals Well known in the area. In addition, these carriers can act as immunostimulating agents ("adjuvants") For example, the immunogen or antigen may be conjugated to a bacterial toxin such as a toxoid of diphtheria, tetanus, cholera, H. pylori pathogens and the like.
Bevorzugte
Adjuvantien zur Verstärkung
der Wirksamkeit der Zusammensetzung umschließen, sind aber nicht hierauf
beschränkt:
(1) Aluminiumsalze (Alaun) wie etwa Aluminiumhydroxid, Aluminiumphosphat, Aluminumsulfat
etc; (2) Formulierungen von Öl-in-Wasser-Emulsion
(mit anderen spezifischen immunstimulierenden Agenzien wie etwa
Muramylpeptiden (vgl. nachstehend) oder Bestandteilen der Bakterienwand
oder ohne sie) wie etwa zum Beispiel (a) MF59 (PCT-Veröffentl.
Nr.
Wie vorstehend genannt, umschließen Muramylpeptide, sind aber nicht hierauf beschränkt, N-Acetyl-muramyl-L-threonyl-D-isoglutam in (thr-MDP), N-Acetyl-normuramyl-L-alanyl-D-isoglutamin (nor-MDP), N-Acetyl-muramyl-L-alanyl-D-isoglutaminyl-L-alanin-2-(1'-2'-dipalmitoyl-sn-glycero-3-hydroxyphosphoryloxy)-ethylamin (MTP-PE) etc.As mentioned above Muramyl peptides include, but are not limited to, N-acetyl-muramyl-L-threonyl-D-isoglutam in (thr-MDP), N-acetyl-normuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine (nor-MDP), N-acetyl-muramyl-L-alanyl-D-isoglutaminyl-L-alanine-2- (1'-2'-dipalmitoyl-sn-glycero-3-hydroxyphosphoryloxy) -ethylamine (MTP-PE) Etc.
Die Impfstoffzusammensetzungen, die immunogene Zusammensetzungen enthalten, (z. B. die das Antigen, den pharmazeutisch verträglichen Trägerstoff und das Adjuvans einschließen können) werden typischerweise Verdünnungsmittel wie etwa Wasser, Kochsalzlösung, Glycerin, Ethanol etc. enthalten. Zusätzlich können unterstützende Substanzen wie etwa benetzende und emulgierende Agenzien, pH-Wert puffernde Substanzen und dergleichen in solchen Trägerstoffen vorliegen. Alterntiv können Impfstoffzusammensetzungen, die immunogene Zusammensetzungen umfassen, ein Antigen, Polypeptid, Protein, Proteinfragment oder eine Nucleinsäure in einem pharmazeutisch verträglichen Trägerstoff umfassen.The vaccine compositions containing immunogenic compositions (e.g., which may include the antigen, the pharmaceutically acceptable carrier, and the adjuvant) will typically contain diluents such as water, saline, glycerol, ethanol, etc. In addition, adjuvants such as wetting and emulsifying agents can buffer pH Substances and the like are present in such carriers. Alternatively, vaccine compositions comprising immunogenic compositions may comprise an antigen, polypeptide, protein, protein fragment or nucleic acid in a pharmaceutically acceptable carrier.
Genauer umfassen Impfstoffe, die immunogene Zusammensetzungen umfassen, sowohl eine immunologisch wirksame Menge der immunogenen Polypeptide als auch jeden beliebigen anderen der vorstehend genannten Bestandteile, falls notwendig. „Immunologisch wirksame Menge" bedeutet, dass die Verabreichung dieser Menge an ein Individuum, entweder in einer Einzeldosis oder als Teil einer Reihe von Verabreichungen, bei Behandlung oder Prävention wirksam ist. Dies Menge variiert mit der Gesundheit und dem physischen Zustand des zu behandelnden Individuums, der taxonomischen Gruppe des zu behandelnden Individuums (z. B. nicht menschlicher Primat, Primat etc.), der Leistungsfähigkeit des Immunsystems des Individuums, Antikörper zu synthetisieren, dem Grad des gewünschten Schutzes, der Formulierung des Impfstoffes, der Einschätzung der medizinischen Situation durch den behandelnden Arzt und anderen relevanten Faktoren. Es wird erwartet, dass die Menge in einem relativ breiten Bereich liegt, der durch Routineuntersuchungen bestimmt werden kann.More accurate include vaccines comprising immunogenic compositions, both an immunologically effective amount of the immunogenic polypeptides as well as any other of the aforementioned ingredients, if required. "Immunologically effective amount "means that the administration of this amount to an individual, either in a single dose or as part of a series of administrations Treatment or prevention is effective. This amount varies with health and physical Condition of the individual to be treated, the taxonomic group of the individual to be treated (eg non-human primate, Primacy, etc.), the efficiency the immune system of the individual to synthesize antibodies, the Degree of the desired Protection, the formulation of the vaccine, the assessment of the medical situation by the attending physician and others relevant factors. It is expected that the amount in a relative wide range determined by routine examinations can be.
Typischerweise werden die Impfstoffzusammensetzungen oder immunogenen Zusammensetzungen als injizierbare Substanzen hergestellt, entweder als flüssige Lösungen oder Suspensionen; feste Formen, die zur Lösung in oder Suspension in flüssigen Trägerstoffen vor der Injektion geeignet sind, können ebenfalls hergestellt werden. Das Präparat kann auch für eine verstärkte Adjuvanswirkung emulgiert oder in Liposomen eingeschlossen sein, wie vorstehend für die pharmazeutisch verträglichen Trägerstoffe diskutiert worden ist.typically, For example, the vaccine compositions or immunogenic compositions are described as injectable substances, either as liquid solutions or suspensions; solid forms intended for solution in or suspension in liquid carriers are suitable before injection can also be prepared become. Drug can also for a reinforced one Adjuvanswirkung be emulsified or enclosed in liposomes, as above for the pharmaceutically acceptable excipients has been discussed.
Die immunogenen Zusammensetzungen werden gewöhnlich parenteral verabreicht, z. B. durch Injektion, entweder subkutan oder intramukulär. Zusätzliche Formulierungen, die für andere Verabreichungsweisen geeignet sind, umschließen Formulierungen für orale Verabreichung und pulmonale Verabreichung, Suppositorien und transdermale und transkutane Anwendungen. Die Dosierung kann über einen Einzeldosen-Behandlungsplan oder über einen Behandlngsplan mit mehrenen Dosen erfolgen. Der Impfstoff kann in Verbindung mit anderen immunregulatorischen Agenzien verabreicht werden.The immunogenic compositions are usually administered parenterally, z. By injection, either subcutaneously or intramuscularly. additional Formulations for Other modes of administration are suitable, including formulations for oral Administration and pulmonary administration, suppositories and transdermal and transcutaneous applications. The dosage can be over a single dose treatment plan or over a treatment plan with several doses done. The vaccine can be administered in conjunction with other immunoregulatory agents become.
Als eine Alternative zu Impfstoffen, die auf Protein beruhen, kann eine DNA-Impfung durchgeführt werden (z. B. Robinson & Torres, (1997) Seminars in Immunology 9:271–283; Donnelly et et. (1997) Annu. Rev. Immunol. 15:617–648).When An alternative to protein based vaccines may be one DNA vaccination performed (eg Robinson & Torres, (1997) Seminar in Immunology 9: 271-283; Donnelly et et. (1997) Annu. Rev. Immunol. 15: 617-648).
Trägerstoffe zur GenabgabeCarriers for gene delivery
Trägerstoffe in der Gentherapie zur Abgabe von Konstruktionen, einschließlich einer codierenden Sequenz eines therapeutischen Mittels der Erfindung, die an den Säuger zur Expression in dem Säuger abgegeben werden sollen, können entweder lokal oder systemisch verabreicht werden. Diese Konstruktionen können virale oder nicht virale Vektor-Ansätze in in vivo- oder ex vivo-Modalität verwenden. Die Expression einer solchen codierenden Sequenz kann unter Verwendung von endogenen säugerstämmigen oder heterologen Promotoren induziert werden. Die Expression der codierenden Sequenz in vivo kann entweder konstitutiv oder reguliert erfolgen.excipients in gene therapy for delivery of constructions, including a coding sequence of a therapeutic agent of the invention, the to the mammal for expression in the mammal can be delivered be administered either locally or systemically. These constructions can be viral or non-viral vector approaches in in vivo or ex vivo modality use. The expression of such a coding sequence can using endogenous mammalian or heterologous promoters are induced. The expression of the coding Sequence in vivo can be either constitutive or regulated.
Die Erfindung umschließt Trägerstoffe zur Genabgabe, die in der Lage sind, die betrachteten Nucleinsäuresequenzen zu exprimieren. Das Trägersystem zur Genabgabe ist bevorzugt ein viraler Vektor und mehr bevorzugt ein retroviraler, adenoviraler, adeno-assoziierter viraler (MV), Herpesvirus- oder Alphavirus-Vektor. Der virale Vektor kann auch ein viraler Vektor sein, der vom Astrovirus, Coronavirus, Orthomyxovirus, Papovavirus, Paramyxovirus, Parvovirus, Picomavirus, Pockenvirus oder Togavirus stammt. Vgl. allgemein Jolly, (1994) Cancer Gene Therapy 1:51–64; Kimura, (1994) Human Gene Therapy 5:845–852; Connelly, (1995) Human Gene Therapy 6:185–193; und Kaplitt, (1994) Nature Genetics 6:148–153.The Invention encloses excipients for gene delivery, which are capable of the considered nucleic acid sequences to express. The carrier system for gene delivery is preferably a viral vector and more preferred a retroviral, adenoviral, adeno-associated viral (MV), Herpesvirus or alphavirus vector. The viral vector can also a viral vector derived from astrovirus, coronavirus, orthomyxovirus, Papovavirus, paramyxovirus, parvovirus, picomavirus, poxvirus or Togavirus is from. See generally Jolly, (1994) Cancer Gene Therapy 1: 51-64; Kimura, (1994) Human Gene Therapy 5: 845-852; Connelly, (1995) Human Gene Therapy 6: 185-193; and Kaplitt, (1994) Nature Genetics 6: 148-153.
Retrovirale Vektoren sind auf dem Fachgebiet gut bekannt, einschließlich der Retroviren vom Typ B, C und D, xenotroper Retroviren (zum Beispiel NZB-X1, NZB-X2 und NZB9-1 (vgl. O'Neill, (1985) J. Virol. 53:160), polytroper Retroviren, z. B. MCF und MCF-MLV (vgl. Kelly, (1983) J. Virol. 45:291), Spumaviren und Lentiviren. Vgl. RNA Tumor Viruses, Zweite Auflage, Cold Spring Harbor Laboratory, 1985.Retroviral Vectors are well known in the art, including the Retroviruses of the type B, C and D, xenotropic retroviruses (for example NZB-X1, NZB-X2 and NZB9-1 (see O'Neill, (1985) J. Virol. 53: 160), polytropic retroviruses, e.g. MCF and MCF-MLV (see Kelly, (1983) J. Virol. 45: 291), spumaviruses and lentiviruses. See RNA Tumor Viruses, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1985th
Abschnitte des retroviralen Gentherapie-Vektors können von verschiedenen Retroviren stammen. Zum Beispiel können Retrovektor-LTRs von einem murinen Sarkom-Virus, einer tRNA bindenden Stelle eines Rous-Sarkom-Virus, einem Verpackungssignal von einem murinen Leukämie-Virus und einem Ursprung für die Synthese des zweiten Stranges von einem Vogel-Leukose-Virus stammen.sections of Retroviral Gene Therapy Vector can be of various retroviruses come. For example, you can Retrovector LTRs from a murine sarcoma virus, a tRNA binding Place a Rous sarcoma virus, a packaging signal of one murine leukemia virus and an origin for the Synthesis of the second strand derived from a bird leukosis virus.
Diese
rekombinanten retroviralen Vektoren können verwendet werden, um transduktionskompetente retrovirale
Vektor-Partikel zu erzeugen, indem sie in geeignete Verpackungszelllinien
eingeführt
werden (vgl.
Verpackungszelllinien,
die für
die Verwendung mit den vorstehend beschriebenen Retrovirus-Vektoren geeignet
sind, sind auf dem Fachgebeit gut bekannt, können leicht hergestellt werden
(vgl.
Bevorzugte Retroviren für die Konstruktion von retroviralen Vektoren für die Gentherapie umschließen das Vogel-Leukose-Virus, Rinder-Leukämie-Virus, murine Leukämie-Virus, Mink-Zell-Focus-Induzierende Virus, murine Sarkom-Virus, Retikuloendotheliose-Virus und Rous-Sarkom-Virus. Besonders bevorzugte murine Leukämie-Viren umschließen 4070A und 1504A (Hartley und Rowe, (1976) J. Virol. 19:19–25), Abelson (ATCC-Nr. VR-999), Friend (ATCC-Nr. VR-245), Graffi, Gross (ATCC-Nr. VR-590), Kirsten, Harvey-Sarkom-Virus und Rauscher (ATCC-Nr. VR-998) und das murine Moloney-Leukämie-Virus (ATCC-Nr. VR-190). Solche Retroviren können aus Hinterlegungsstellen oder Sammlungen wie etwa der American Type Culture Collection ("ATCC") in Rockville, Maryland bezogen oder aus bekannten Quellen unter Verwendung allgemein zugänglicher Techniken isoliert werden.preferred Retroviruses for the construction of retroviral vectors for gene therapy include this Bird Leukemia Virus, Bovine Leukemia Virus, murine leukemia virus, Mink-cell Focus-Inducing Virus, murine sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus and Rous sarcoma virus. Particularly preferred murine leukemia viruses enclose 4070A and 1504A (Hartley and Rowe, (1976) J. Virol. 19: 19-25), Abelson (ATCC no. VR-999), Friend (ATCC No. VR-245), Graffi, Gross (ATCC No. VR-590), Kirsten, Harvey Sarcoma Virus and Rauscher (ATCC No. VR-998) and the murine Moloney leukemia virus (ATCC No. VR-190). Such retroviruses may be from depositaries or collections such as the American Type Culture Collection ("ATCC") in Rockville, Maryland or from known sources using generally available Techniques are isolated.
Exemplarische,
bekannte retrovirale Vektoren für
die Gentherapie, die in dieser Erfindung verwendet werden können, umschließen jene,
die in den nachstehenden Patentanmeldungen beschrieben werden:
Menschliche
adenovirale Vektoren zur Gentherapie sind ebenfalls auf dem Fachgebiet
bekannt und können
in dieser Erfindung eingesetzt werden. Vgl. zum Beispiel Berkner,
(1988) Biotechniques 6:616 und Rosenfeld, (1991) Science 252:431,
und
Die
Vektoren für
die Gentherapie, die Sequenzen der Erfindung umfassen, umschließen auch
Herpes-Vektoren. Führende
und bevorzugte Beispiele sind Vektoren des Herpes simplex-Virus,
die eine Sequenz enthalten, die ein Thymidinkinase-Polypeptid codiert,
wie etwa jene, die in den Patenten
Ebenfalls
in Betracht gezogen werden Alphavirus-Vektoren für die Gentherapie, die in dieser
Erfindung verwendet werden können.
Bevorzugte Alphavirus-Vektoren sind die Vektoren der Sindbis-Viren,
Togaviren, Semliki-Forest-Virus (ATCC VR-67; ATCC VR-1247), Middleberg-Virus
(ATCC VR-370), Ross-River-Virus (ATCC VR-373; ATCC VR-1246), Venezuelischer Pferde-Enzephalitis-Virus
(ATCC VR923; ATCC VR-1250; ATCC VR-1249; ATCC VR-532), und jene,
die in den
DNA-Vektorsysteme
wie etwa eukaryontisch geschichtete („eukaryotic layered") Expressionssysteme sind
ebenfalls für
das Exprimieren der Nucleinsäuren
der Erfindung von Nutzen. Vgl.
Andere
virale Vektoren, die für
die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umschließen jene,
die von nachstehenden Viren stammen: Poliovirus, zum Beispiel ATCC
VR-58, und jene, die von Evans, Nature 339 (1989) 385 und Sabin
(1973) J. Biol. Standardization 1:115, beschrieben werden; Rhinovirus,
zum Beispiel ATCC VR-1110 und jene, die von Arnold, (1990) J. Cell.
Biochem. 1401 beschrieben werden; Pockenviren wie etwa das kanarische
Pockenvirus oder Vaccinia-Virus, zum Beispiel ATCC VR-111 und ATCC VR-2010
und jene, die von Fisher-Hoch, (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. 86:317;
Flexner, (1989) Ann. NY Acad. Sci. 569:86, Flexner, (1990) Vaccine
8:17; in
Die
Abgabe der Zusammensetzungen dieser Erfindung in Zellen ist nicht
auf die vorstehend genannten viralen Vektoren beschränkt. Andere
Verfahren und Medien zur Abgabe können verwendet werden, wie zum
Beispiel Nucleinsäure
Expressionsvektoren, polykationische kondensierte DNA, nur verbunden
oder nicht verbunden mit einem abgetöteten Adenovirus, vgl. zum
Beispiel US-Seriennr. 08/366,787, eingereicht am 30. Dezember 1994
und Curiel (1992) Hum. Gene Ther. 3:147–154, über Liganden verbundene DNA,
vgl. zum Beispiel Wu, (1989) J. Biol. Chem. 264:16985–16987,
eukaryontische Trägerzellen
zur Abgabe, vgl. zum Beispiel US-Seriennr. 08/240,030, eingereicht
am 9. Mai 1994, und US-Seriennr. 08/404,796, Hinterlegung von photopolymerisierten
Hydrogel-Materialien, handgehaltene Gentransfer-Partikelpistole,
wie in
Durch Partikel vermittelter Gentransfer kann verwendet werden, vgl. zum Beispiel US-Seriennr. 60/023,867. Seit Kurzem kann die Sequenz in herkömmliche Vektoren, die herkömmliche Kontrollsequenzen zur Expression in hohen Spiegeln enthalten, inseriert und dann mit synthetischen Gentransfer-Molekülen inkubiert werden, wie etwa mit polymeren DNA-bindenden Kationen wie Polylysin, Protamin und Albumin, die an Zellen anzielende Liganden gebunden werden, wie etwa Asialorosomucoid, wie von Wu & Wu, (1987) J. Biol. Chem. 262:4429–4432 beschrieben, Insulin, wie von Hucked, (1990) Biochem. Pharmacol. 40:253–263 beschrieben, Galactose, wie von Plank, (1992) Bioconjugate Chem. 3:533–539 beschrieben, Lactose oder Transferrin.By Particle-mediated gene transfer can be used, cf. to the Example US serial no. 60 / 023,867. Recently, the sequence in conventional Vectors, the conventional ones Control sequences for expression in high levels contained, inserted and then incubated with synthetic gene transfer molecules, such as with polymeric DNA-binding cations such as polylysine, protamine and Albumin bound to cell targeting ligands, such as about asialorosomucoid, as described by Wu & Wu, (1987) J. Biol. Chem. 262: 4429-4432, Insulin as described by Hucked, (1990) Biochem. Pharmacol. 40: 253-263, Galactose as described by Plank, (1992) Bioconjugate Chem. 3: 533-539, Lactose or transferrin.
Nackte
DNA kann ebenfalls verwendet werden, um eine Wirtszelle zu transformieren.
Beispielhafte Einführungsverfahren
für nackte
DNA werden in
Liposomen,
die als Gen-Abgabesysteme verwendet werden können, werden in
Beispielhafte
Liposom- und polykationische Gen-Abgabesysteme sind jene, die in
den
Eine Polynucleotid-Zusammensetzung kann die therapeutisch wirksame Menge eines Trägerstoffes für Gentherapie im Rahmen der vorstehenden Definition umfassen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Dosis zwischen etwa 0,01 mg/kg bis 50 mg/kg oder 0,05 mg/kg bis etwa 10 mg/kg der DNA-Konstruktionen in dem Individuum, dem sie verabreicht wird, betragen.A Polynucleotide composition may be the therapeutically effective amount a carrier for gene therapy within the above definition. For the purpose The present invention provides an effective dose between about 0.01 mg / kg to 50 mg / kg or 0.05 mg / kg to about 10 mg / kg of the DNA constructs in the individual to whom it is administered.
Abgabeverfahrendelivery methods
Sobald sie formuliert sind, können die Polynucleotid-Zusammensetzungen der Erfindung verabreicht werden: (1) dem Individuum direkt; (2) als ex vivo-Abgabe an Zellen, die von dem Individuum stammen; oder (3) in vitro zur Expression von rekombinanten Proteinen. Die zu behandelnden Individuen können Säuger oder Vögel sein. Auch Menschen können behandelt werden.As soon as they can be formulated the polynucleotide compositions of the invention are administered: (1) the individual directly; (2) as ex vivo delivery to cells that come from the individual; or (3) in vitro for the expression of recombinant proteins. The individuals to be treated may be mammals or birds. Even humans can be treated.
Direkte Abgabe der Zusammensetzungen wird allgemein durch Injektion erfolgen, entweder subkutan, intraperitoneal, intravenös oder intramuskulär, oder sie wird in den interstitiellen Raum eines Gewebes abgegeben. Die Zusammensetzungen können auch in einen Tumor oder eine Verletzung verabreicht werden. Andere Verabreichungswege umschließen orale Verabreichung und pulmonale Verabreichung, Suppositorien und transdermale Anwendungen, Nadeln und Gen-Pistolen oder Hyposprays. Die Dosierung kann nach einem Behandlungsplan mit einer Einzeldosis oder einem Behandlungsplan mit mehrfachen Dosen erfolgen.direct Delivery of the compositions will generally be by injection, either subcutaneously, intraperitoneally, intravenously or intramuscularly, or it is released into the interstitial space of a tissue. The Compositions can also be administered in a tumor or an injury. Other Enclose routes of administration oral administration and pulmonary administration, suppositories and transdermal applications, needles and gene guns or hyposprays. The dosage can after a treatment plan with a single dose or a Treatment plan with multiple doses done.
Verfahren
für die
ex vivo-Abgabe und Reimplantation von transformierten Zellen in
ein Individuum sind auf dem Fachgebiet bekannt und werden z. B.
in
Allgemein kann die Abgabe von Nucleinsäuren sowohl für ex vivo- als auch für in vitro-Anwendungen mit den nachstehenden Verfahren durchgeführt werden, zum Beispiel der durch Dextran vermittelten Transfizierung, Calciumphosphat-Fällung, durch Polybren vermittelte Transfizierung, Protoplastenfusion, Elektroporation, Einkapselung des Polynucleotids/der Polynucleotide in Liposomen und direkte Mikroinjektion der DNA in die Kerne; alle Verfahren sind auf dem Fachgebiet gut bekannt.Generally can be the delivery of nucleic acids as well as ex vivo- as well as for in vitro applications are carried out by the following methods, for example, dextran-mediated transfection, calcium phosphate precipitation Polybren mediated transfection, protoplast fusion, electroporation, Encapsulation of the polynucleotide / polynucleotides in liposomes and direct microinjection of the DNA into the nuclei; all procedures are well known in the art.
Polynucleotid- und Polypeptid-ArzneimittelPolynucleotide and polypeptide drugs
Zusätzlich zu den pharmazeutisch verträglichen, vorstehend beschriebenen Trägerstoffen und Salzen können die nachstehenden zusätzlichen Agenzien mit Polynucleotid- und/oder Polypeptid-Zusammensetzungen verwendet werden.In addition to the pharmaceutically acceptable, carriers described above and salts can the following additional Agents with polynucleotide and / or polypeptide compositions be used.
A. PolypeptideA. Polypeptides
Ein Beispiel sind Polypeptide, die, ohne Beschräunkung, einschließen: Asiolorosomucoid (ASOR); Transferrin; Asialglycoproteine; Antikörper; Antikörper-Fragmente; Ferritin; Interleukine; Interferone, Granulocyten-Makrophagenkolonie stimulierenden Faktor (GM-CSF), Granulozytenkolonie stimulierenden Faktor (G-CSF), Makrophagenkolonie stimulierenden Faktor (M-CSF), Stammzellfaktor und Erythropoietin. Virale Antigene wie etwa Hüllproteine können ebenfalls verwendet werden. Auch Proteine von anderen invasiven Organismen wie etwa das 17 Aminosäuren umfassende Peptid des Circumsporozoit-Proteins von Plasmodium falciparum, bekannt als RII, können verwendet werden.One Examples are polypeptides that include, without limitation, asiolorosomucoid (ASOR); Transferrin; Asialglycoproteine; Antibody; Antibody fragments; ferritin; interleukins; interferons, Granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), macrophage colony stimulating Factor (M-CSF), stem cell factor and erythropoietin. Viral antigens like envelope proteins can also be used. Also proteins from other invasive Organisms such as the 17 amino acid peptide of Circumsporozoite protein from Plasmodium falciparum, known as RII, can be used.
B. Hormone, Vitamine etc.B. Hormones, Vitamins etc.
Andere Gruppen, die eingeschlossen werden können, sind zum Beispiel: Hormone, Steroide, Androgene, Östrogene, Thyroidhormon oder Vitamine, Folsäure.Other Groups that can be included are, for example: hormones, Steroids, androgens, estrogens, Thyroid hormone or vitamins, folic acid.
C. Polyalkylene, Polysaccharide etc.C. Polyalkylenes, polysaccharides, etc.
Auch Polyalkylenglykol kann mit den gewünschten Polynucleotiden oder Polypeptiden eingeschlossen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Polyalkylenglykol ein Polyethlylenglycol. Zusätzlich können Mono-, Di- oder Polysaccaride eingeschlossen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts ist das Polysaccharid Dextran oder DEAE-Dextran. Auch Chitosan und Poly(lactid-co-glycolid).Also Polyalkylene glycol may be combined with the desired polynucleotides or Polypeptides are included. In a preferred embodiment is polyalkylene glycol is a Polyethlylenglycol. In addition, mono, Di- or polysaccharides are included. In a preferred embodiment this aspect is the polysaccharide dextran or DEAE-dextran. Also chitosan and poly (lactide-co-glycolide).
D. Lipide und LiposomenD. lipids and liposomes
Das gewünschte Polynucleotid oder Polypeptid kann auch in Lipide eingeschlossen werden oder vor der Abgabe an das Individuum oder an Zellen, die von diesem abstammen, in Liposomen verpackt werden.The desired Polynucleotide or polypeptide may also be included in lipids or before delivery to the individual or to cells that derived from this, are packaged in liposomes.
Der Einschluss in ein Lipid wird allgemein erreicht, indem Liposomen verwendet werden, die in der Lage sind, Nucleinsäure stabil zu binden oder einzufangen und zurückzuhalten. Das Verhältnis von kondensiertem Polynucleotid oder Polypeptid zum Lipidpräparat kann variieren, wird aber allgemein etwa 1:1 (mg DNA:Mikromol Lipid) betragen oder einen höheren Lipidanteil haben. Für einen Überblick über die Verwendung von Liposomen als Träger zur Abgabe von Nucleinsäuren vgl. Hug und Sleight, (1991) Biochim. Biophys. Acta. 1097:1–17; Straubinger (1983) Meth. Enzymol. 101:512–527.Inclusion in a lipid is generally accomplished using liposomes that are capable of stably binding or entrapping and retaining nucleic acid. The ratio of condenses The polynucleotide or polypeptide to the lipid preparation may vary, but will generally be about 1: 1 (mg DNA: micromoles of lipid) or have a higher lipid content. For an overview of the use of liposomes as carriers for the delivery of nucleic acids cf. Hug and Sleight, (1991) Biochim. Biophys. Acta. 1097: 1-17; Straubinger (1983) Meth. Enzymol. 101: 512-527.
Liposomenpräparate zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umschließen kationische (positive geladene), anionische (negative geladene) und neutrale Präparate. Es ist gezeigt worden, dass kationische Liposomen die intrazelluläre Abgabe von Plasmid-DNA (Felgner, (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:7413–7416); mRNA (Melone, (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:6077–6081); und gereinigten Transkriptionsfaktoren (Debs, (1990) J. Biol. Chem. 265:10189–10192) in funktionaler Form vermitteln.Liposome preparations for Use in the present invention include cationic ones (positively charged), anionic (negatively charged) and neutral Preparations. It has been shown that cationic liposomes reduce intracellular delivery of plasmid DNA (Felgner, (1987) Proc Natl Acad Sci., USA 84: 7413-7416); mRNA (Melone, (1989) Proc Natl Acad Sci., USA 86: 6077-6081); and purified transcription factors (Debs, (1990) J. Biol. Chem. 265: 10189 to 10192) in a functional form.
Kationische
Liposomen sind direkt verfügbar.
Zum Beispiel sind N[1-2,3-dioleyloxy)propyl]-N,N,N-triethylammonium
(DOTMA)-Liposomen unter der Handelsmarke Lipofectin von GIBCO BRL,
Grand Island, NY erhältlich.
(Vgl. auch Felgner, vorstehend). Andere käuflich zu erwerbende Liposomen
umschließen
Transfectace (DDAB/DOPE) und DOTAP/DOPE (Boehringer). Andere kationische
Liposomen können
aus direkt verfügbaren
Materialien unter Verwendung von auf dem Fachgebiet gut bekannten
Techniken hergestellt werden. Vgl. z. B. Szoka, (1978) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 75:4194–4198;
In ähnlicher Weise sind anionische und neutrale Liposomen direkt verfügbar, wie etwa von Avanti Polar Lipids (Birmingham, AL), oder können leicht unter Verwendung von direkt verfügbaren Materialien hergestellt werden. Solche Materialien umschließen unter anderem Phosphatidylcholin, Cholesterin, Phosphatidylethanolamin, Dioleoylphosphatidylcholin (DOPC), Dioleoylphosphatidylglycerin (DOPG), Dioleoylphoshatidylethanolamin (DOPE). Diese Materialien können auch mit den DOTMA- und DOTAP-Startmaterialien in geeigneten Verhältnissen vermischt werden. Verfahren zur Herstellung von Liposomen unter Verwendung dieser Materialien sind auf dem Fachgebiet gut bekannt.In similar Way, anionic and neutral liposomes are directly available, such as from Avanti Polar Lipids (Birmingham, AL), or can be lightweight using directly available Materials are produced. Such materials include other phosphatidylcholine, cholesterol, phosphatidylethanolamine, Dioleoylphosphatidylcholine (DOPC), dioleoylphosphatidylglycerol (DOPG), Dioleoylphoshatidylethanolamine (DOPE). These materials can also with the DOTMA and DOTAP starting materials in suitable proportions be mixed. Process for the preparation of liposomes under Use of these materials are well known in the art.
Die Liposomen können multilamellare Vesikel (MLVs), kleine unilamellare Vesikel (SUVs) oder große unilamellare Vesikel (LUVs) umfassen. Die verschiedenen Liposom-Nucleinsäure-Komplexe werden unter Verwendung von Verfahren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, hergestellt. Vgl. z. B. Straubinger, (1983) Meth. Immunol. 101:512–527; Szoka, (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75:4194–4198; Papahadjopoulos, (1975) Biochim. Biophys. Acta 394:483; Wilson, (1979) Cell 17:77); Deamer & Bangham, (1976) Biochim. Biophys. Acta 443:629; Ostro, (1977) Biochem. Biophys. Res. Commun. 76:836; Fraley, (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76:3348); Enoch & Strittmatter, (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76:145; Fraley, (1980) J. Biol. Chem. (1980) 255:10431; Szoka & Papahadjopoulos, (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75:145; und Schaefer-Ridder, (1982) Science 215:166.The Liposomes can multilamellar vesicles (MLVs), small unilamellar vesicles (SUVs) or big unilamellar ones Vesicles (LUVs) include. The different liposome-nucleic acid complexes are made using methods known in the art are manufactured. See, for. B. Straubinger, (1983) Meth. Immunol. 101: 512-527; Szoka, (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 4194-4198; Papahadjopoulos, (1975) Biochim. Biophys. Acta 394: 483; Wilson, (1979) Cell 17:77); Deamer & Bangham, (1976) Biochim. Biophys. Acta 443: 629; Ostro, (1977) Biochem. Biophys. Res. Commun. 76: 836; Fraley, (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 3348); Enoch & Strittmatter, (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 145; Fraley, (1980) J. Biol. Chem. (1980) 255: 10431; Szoka & Papahadjopoulos, (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 145; and Schaefer-Ridder, (1982) Science 215: 166.
E. LipoproteineE. Lipoproteins
Zusätzlich können Lipoproteine mit dem abzugebenden Polynucleotid oder Polypeptid eingeschlossen werden. Beispiele für Lipoproteine, die verwendet werden können, umschließen: Chylomikrone, HDL, IDL, LDL und VLDL. Mutanten, Fragmente oder Fusionen dieser Proteine können ebenfalls verwendet werden. Auch Modifikationen von natürlich auftretenden Lipoproteinen können verwendet werden, wie etwa acetyliertes LDL. Diese Lipoproteine können die Abgabe von Polynucleotiden auf Zellen richten, die Lipoprotein-Rezeptoren expimieren. Wenn Lipoproteine das abzugebende Polynucleotid einschließen, ist bevorzugt kein anderer zielgerichteter Ligand in die Zusammensetzung eingeschlossen.In addition, lipoproteins can be included with the polynucleotide or polypeptide to be delivered. examples for Lipoproteins that can be used include: chylomicrons, HDL, IDL, LDL and VLDL. Mutants, fragments or fusions of these Proteins can also be used. Also modifications of naturally occurring Lipoproteins can used, such as acetylated LDL. These lipoproteins can direct the delivery of polynucleotides to cells, the lipoprotein receptors expimieren. When lipoproteins include the polynucleotide to be delivered no other targeted ligand prefers the composition locked in.
Natürlich auftretende Lipoproteine umfassen ein Lipid und einen Protein-Abschnitt. Die Protein-Abschnitte sind als Apoproteine bekannt. Zur Zeit sind die Apoproteine A, B, C, D, und E isoliert und identifiziert worden. Mindestens zwei von diesen enthalten mehrere Proteine, die mit den römischen Ziffern AI, AII, AIV; CI, CII, CIII bezeichnet werden.Naturally occurring Lipoproteins include a lipid and a protein portion. The Protein sections are known as apoproteins. At the moment they are Apoproteins A, B, C, D, and E have been isolated and identified. At least two of these contain several proteins that interact with the Roman Numbers AI, AII, AIV; CI, CII, CIII.
Ein Lipoprotein kan mehr als ein Apoprotein umfassen. Zum Beispiel umfasst das natürlich vorkommende Chylomikron A, B, C und E, mit der Zeit verlieren diese Lipoproteine A und gewinnen die Apoproteine C und E. VLDL umfasst die Apoproteine A, B, C, und E, LDL umfasst das Apoprotein B; und HDL umfasst die Apoproteine A, C und E.One Lipoprotein may comprise more than one apoprotein. For example, includes that, of course occurring chylomicron A, B, C and E, with time lose this Lipoproteins A and win the apoproteins C and E. VLDL includes the apoproteins A, B, C, and E, LDL comprise the apoprotein B; and HDL includes the apoproteins A, C and E.
Die Aminosäuren dieser Apoproteine sind bekannt und werden zum Beispiel von Breslow, (1985) Annu. Rev. Biochem. 54:699; Law, (1986) Adv. Exp. Med. Biol. 151:162; Chen, (1986) J. Biol. Chem. 261:12918; Kane, (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:2465; und Utermann, (1984) Hum. Genet. 65:232 beschrieben.The amino acids of these apoproteins are known and are for example by Breslow, (1985) Annu. Rev. Biochem. 54: 699; Law, (1986) Adv. Exp. Med. Biol. 151: 162; Chen, (1986) J. Biol. Chem. 261: 12918; Kane, (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 2465; and Utermann, (1984) Hum. Genet. 65: 232 described.
Lipoproteine enthalten eine Vielzahl von Lipiden, einschließlich Triglyceride, Cholesterin (freies und Ester) und Phospholipide. Die Zusammensetzung der Lipide variiert in natürlich auftretenden Lipoproteinen. Zum Beispiel umfassen Chylomikrone überwiegend Triglyceride. Eine genauere Beschreibung des Lipidgehaltes von natürlich auftretenden Lipoproteinen kann zum Beispiel in Meth. Enzymol. 128 (1986) gefunden werden. Die Zusammensetzung der Lipide wird so ausgewählt, dass sie an der Konformation des Apoproteins für die Rezeptor bindende Aktivität teilhaben. Die Zusammensetzung von Lipiden kann auch in der Weise gewählt werden, dass hydrophobe Wechselwirkung und Assoziation mit dem Polynucleotid bindenden Molekül erleichtert wird.lipoproteins contain a variety of lipids, including triglycerides, cholesterol (free and esters) and phospholipids. The composition of the lipids varies in course occurring lipoproteins. For example, chylomicrons include predominantly Triglycerides. A more detailed description of the lipid content of naturally occurring Lipoproteins can be found, for example, in Meth. Enzymol. 128 (1986) become. The composition of the lipids is selected so that they participate in the conformation of the apoprotein for receptor binding activity. The composition of lipids can also be chosen in the manner that hydrophobic interaction and association with the polynucleotide binding molecule is relieved.
Natürlich auftretende Lipoproteine können zum Beispiel durch Ultrazentrifugation aus dem Serum isoliert werden. Solche Verfahren werden in Meth. Enzymol. (vorstehend); Pitas, (1980) J. Biochem. 255:5454–5460 und Mahey, (1979) J. Clin. Invest. 64:743–750 beschrieben.Naturally occurring Lipoproteins can For example, be isolated by ultracentrifugation from the serum. Such methods are described in Meth. Enzymol. (Supra); Pitas, (1980) J. Biochem. 255: 5454 to 5460 and Mahey, (1979) J. Clin. Invest. 64: 743-750.
Lipoproteine können auch in vitro oder mit rekombinanten Verfahren durch Expression der Apoprotein-Gene in einer gewünschten Wirtszelle hergestellt werden. Vgl. zum Beispiel Atkinson, (1986) Annu. Rev. Biophys. Chem. 15:403 und Radding, (1958) Biochim. Biophys. Acta 30: 443.lipoproteins can also in vitro or by recombinant methods by expression the apoprotein genes in a desired Host cell are produced. See, for example, Atkinson, (1986) Annu. Rev. Biophys. Chem. 15: 403 and Radding, (1958) Biochim. Biophys. Acts 30: 443.
Lipoproteine können auch käuflich erworben werden, etwa von Biomedical Techniologies, Inc., Stoughton, Massachusetts, USA.lipoproteins can also for sale acquired from, for example, Biomedical Techniologies, Inc., Stoughton, Massachusetts, USA.
Eine weiterführende Beschreibung von Lipoproteinen kann bei Zuckermann et al., PCT-Anmeldung Nr. US97/14465 gefunden werden.A further Description of lipoproteins can be found in Zuckermann et al., PCT application No. US97 / 14465 can be found.
F. Polykationische AgenzienF. Polycationic agents
Polykationische Agenzien können, mit oder ohne Lipoprotein, in eine Zusammensetzung mit dem gewünschten Polynucleotid oder Polypeptid zur Abgabe eingeschlossen sein.polycationic Agents can, with or without lipoprotein, in a composition with the desired Polynucleotide or polypeptide may be included for delivery.
Polykationische Agenzien weisen typischerweise eine positive Netto-Ladung bei physiologisch relevantem pH-Wert auf und sind in der Lage, die elektrische Ladung von Nucleinsäuren zu neutralisieren, um die Abgabe an einen gewünschten Ort zu erleichtern. Für diese Agenzien gibt es sowohl in vitro-, ex vivo- als auch in vivo- Anwendungen. Polykationische Agenzien können verwendet werden, um Nucleinsäuren intramuskulär, subkutan etc. an ein lebendes Individuum abzugeben.polycationic Agents typically have a net positive charge at physiological relevant pH and are able to charge the electrical charge of nucleic acids to neutralize the delivery to a desired location. For this Agents exist in both in vitro, ex vivo and in vivo applications. polycationic Agents can used to nucleic acids intramuscular, subcutaneous etc. to a living individual.
Die nachstehenden Verbindungen sind Beispiele für nützliche Polypeptide als polykationische Agenzien: Polylysin, Polyarginin, Polyornithin und Protamin. Andere Beispiele umschließen Histone, Protamine, menschliches Serumalbumin, DNA bindende Proteine, chromosomale nicht-Histon-Proteine, Mantelproteine von DNA-Viren wie etwa (X174, Transkriptionsfaktoren enthalten auch Domänen, die DNA binden, und können daher als Nucleinsäure kondensierende Agenzien nützlich sein. In Kürze, Transkriptionsfaktoren wie etwa C/CEBP, c-jun, c-fos, AP-1, AP-2, AP-3, CPF, Prot-1, Sp-1, Oct-1, Oct-2, CREP und TFIID enthalten basische Domänen, die DNA-Sequenzen binden.The The following compounds are examples of useful polypeptides as polycationic Agents: polylysine, polyarginine, polyornithine and protamine. Other Enclose examples Histones, protamines, human serum albumin, DNA binding proteins, chromosomal non-histone proteins, coat proteins of DNA viruses such as (X174, Transcription factors also contain domains that bind DNA, and therefore can as nucleic acid condensing agents useful be. Shortly, Transcription factors such as C / CEBP, c-jun, c-fos, AP-1, AP-2, AP-3, CPF, Prot-1, Sp-1, Oct-1, Oct-2, CREP and TFIID basic domains, bind the DNA sequences.
Organische polykationische Agenzien umschließen: Spermin, Spermidin und Purtrescin.organic polycationic agents include spermine, spermidine and Purtrescin.
Die Dimensionen und physikalischen Eigenschaften eines polykationischen Agens können aus der vorstehenden Liste extrapoliert werden, um andere polykationische Polypeptid-Agenzien zu konstruieren oder um synthetische polykationische Agenzien herzustellen.The Dimensions and physical properties of a polycationic Agent can from the above list are extrapolated to other polycationic To construct polypeptide agents or synthetic polycationic Produce agents.
Synthetische polykationische AgenzienSynthetic polycationic agents
Synthetische polykationische Agenzien, die nützlich sind, umschließen zum Beispiel DEAE-Dextran, Polybren. Lipofectin und Lipofectamine sind Monomere, die polykationische Komplexe bilden, wenn sie mit Polynucleotiden oder Polypeptiden kombiniert werden.synthetic polycationic agents that are useful are, enclose for example DEAE-dextran, polybrene. Lipofectin and Lipofectamine are monomers that form polycationic complexes when combined with Polynucleotides or polypeptides are combined.
Immundiagnostische UntersuchungenImmunodiagnostic examinations
Neisseria-Antigene der Erfindung können in Immuntests verwendet werden, um Antikörper-Spiegel nachzuweisen (oder anders herum, anti-Neisseria-Antikörper können verwendet werden, um Antigen-Spiegel nachzuweisen). Immuntests, die auf genau definierten rekombinanten Antigenen beruhen, können entwickelt werden, um invasive diagnostische Verfahren zu ersetzen. Antikörper gegen Neisseria-Proteine in biologischen Proben, einschließlich zum Beispiel Blut- oder Serumproben, können nachgewiesen werden. Der Aufbau solcher Immuntests ist Gegenstand großer Variationen, und eine Vielzahl von ihnen ist auf dem Fachgebiet bekannt. Protokolle für den Immuntest können zum Beispiel auf Kompetition oder direkter Reaktion oder auf Tests nach dem Sandwich-Typ beruhen. Protokolle können auch zum Beispiel feste Unterlagen verwenden oder können eine Immunfällung sein. Die meisten Untersuchungen schließen die Verwendung eines markierten Antikörpers oder Polypeptids ein; die Markierungen können zum Beispiel fluoreszierende, chemilumineszierende, radioaktive oder Farbstoff-Moleküle sein. Untersuchungen, die die Signale einer Sonde amplifizieren, sind ebenfalls bekannt; Beispiele hierfür sind Untersuchungen, die Biotin und Avidin und mit Enzym markierte und enzymvermittelte Immuntests, wie etwa ELISA-Tests, verwenden.Neisseria antigens of the invention can be used in immunoassays to detect antibody levels (or vice versa, anti-Neisseria antibodies can be used to detect antigen levels). Immunoassays based on well-defined recombinant antigens can be developed to replace invasive diagnostic procedures. Antibodies to Neisseria proteins in biologi samples, including, for example, blood or serum samples, can be detected. The construction of such immunoassays is subject to great variations and a variety of them are known in the art. For example, protocols for the immunoassay may be based on competition or direct response or sandwich type tests. Protocols may also use, for example, solid supports or may be an immunoprecipitation. Most studies include the use of a labeled antibody or polypeptide; the labels can be, for example, fluorescent, chemiluminescent, radioactive or dye molecules. Studies that amplify the signals of a probe are also known; Examples include studies using biotin and avidin and enzyme-labeled and enzyme-mediated immunoassays, such as ELISA assays.
Kits, die für immundiagnostische Zwecke geeignet sind und die benötigten markierten Reagenzien enthalten, werden hergestellt, indem die benötigten Materialien, einschließlich der Zusammensetzungen der Erfindung, in geeigneten Behältnissen zusammen mit den übrigen Reagenzien und Materialien (zum Beispiel geeigneten Pufferlösungen, Salzlösungen etc.), die für die Durchführung des Tests erforderlich sind, sowie einer geeigneten Bedienungsanleitung zur Durchführung des Tests verpackt werden.Kits, the for immunodiagnostic purposes are suitable and the required marked Containing reagents are made by adding the required materials, including the compositions of the invention, in suitable containers along with the rest Reagents and materials (for example, suitable buffer solutions, salt solutions etc.), which for the implementation of the test, as well as a suitable user manual to carry out of the test.
Nucleinsäure-HybridisierungNucleic acid hybridization
"Hybridisierung" betrifft die Anlagerung von zwei Nucleinsäuresequenzen aneinander durch Wasserstoffbrückenbindung. Typischerweise wird eine Sequenz auf einer festen Unterlage fixiert werden, und die andere wird sich frei in Lösung befinden. Dann werden die beiden Sequenzen unter Bedingungen, die Wasserstoffbrückenbindung begünstigen, miteinander in Kontakt gebracht werden. Faktoren, die diese Bindung beeinflussen, umschließen: Art und Volumen des Lösungsmittels; Reaktionstemperatur; Zeit für die Hybridisierung; Bewegung; Agenzien zur Blockierung der nicht spezifischen Anlagerung der Sequenz aus der flüssigen Phase an die feste Unterlage (Denhardt-Reagenz oder BLOTTO); Konzentration der Sequenzen; Verwendung von Verbindungen zur Steigerung der Zusammenlagerungsrate der Sequenzen (Dextransulfat oder Polyethylenglykol); und die Stringenz der Waschbedingungen im Anschluss an die Hybridisierung. Vgl. Sambrook et al., [vorstehend] Band 2, Kapitel 9, Seiten 9.47 bis 9.57."Hybridization" refers to the attachment of two nucleic acid sequences to each other by hydrogen bonding. Typically, a sequence is fixed on a solid support and the other one will be free in solution. Then be the two sequences under conditions that hydrogen bond favor, be brought into contact with each other. Factors affecting this bond affect, enclose: Type and volume of the solvent; Reaction temperature; time for the hybridization; Move; Agents for blocking the not specific attachment of the sequence from the liquid phase to the solid support (Denhardt's reagent or BLOTTO); Concentration of the sequences; use of Compounds for increasing the rate of assembly of the sequences (Dextran sulfate or polyethylene glycol); and the stringency of the washing conditions following hybridization. See Sambrook et al., [Supra] Volume 2, Chapter 9, pages 9.47 to 9.57.
"Stringenz" betrifft die Bedingungen in einer Hybridisierungsreaktion, die die Zusamenlagerung von sehr ähnlichen Sequenzen gegenüber Sequenzen, die sich unterscheiden, bevorzugen. Zum Beispiel sollte diejenige Kombination von Temperatur und Salzkonzentration gewählt werden, die etwa 120 bis 200°C unter der berechneten Tm des zu untersuchenden Hybrids liegt. Die Bedingungen für Temperatur und Salzgehalt können oft empirisch in vorausgehenden Experimenten bestimmt werden, in denen Proben genomischer DNA, die an Filter immobilisiert sind, an die interessierende Sequenz hybridisiert werden und dann unter Bedingungen mit verschiedenen Stringenzen gewaschen werden. Vgl. Sambrook et al., Seite 9.50."Stringency" concerns the conditions in a hybridization reaction, the co-storage of very similar Opposite sequences Sequences that differ, prefer. For example, the one should Combination of temperature and salt concentration are chosen which is about 120 to 200 ° C below the calculated Tm of the hybrid to be examined. The Conditions for Temperature and salinity can often determined empirically in previous experiments, in samples of genomic DNA immobilized on filters, be hybridized to the sequence of interest and then under Conditions are washed with different stringencies. See. Sambrook et al., Page 9.50.
Variablen, die beachtet werden müssen, wenn zum Beispiel ein Southern-Blot durchgeführt werden soll, sind (1) die Komplexität der im Blot verwendeten DNA und (2) die Homologie zwischen der Sonde und den nachzuweisenden Sequenzen. Die Gesamtmenge der(des) zu untersuchenden Fragment(es) kann um eine Größenordnung 10, von 0,1 bis 1 μg für einen Plasmid- oder Phagenaufschluss bis zu 10–9 bis 10–8 g für ein Gen in Einzelkopie in einem hochkomplexen eukaryontischen Genom variieren. Für Polynucleotide mit geringerer Komplexität können wesentlich kürzere Blotting-, Hybridisierungs- und Expositionszeiten, eine geringere Menge an Start-Polynucleotiden und eine geringere spezifische Aktivität der Sonden verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Hefe-Gen in Einzelkopie mit einer Expositionszeit von nur 1 Stunde, mit 1 μg Hefe-DNA-Startsubstanz, Blotting über zwei Stunden und Hybridisierung über 4–8 Stunden mit einer Sonde mit 108 ZpM/μg nachgewiesen werden. Für ein Säuger-Gen in Einzelkopie würde ein konservativer Ansatz mit 10 μg DNA starten, wobei Blotten über Nacht und Hybridisierung über Nacht in Anwesenheit von 10% Dextransulfat unter Verwendung einer Sonde von mehr als 108 ZpM/μg erfolgt, was zu einer Expositionszeit von ~24 Stunden führt.Variables that must be considered when, for example, a Southern blot is to be performed are (1) the complexity of the DNA used in the blot and (2) the homology between the probe and the sequences to be detected. The total amount of fragment (s) to be tested may be an order of 10, from 0.1 to 1 μg for plasmid or phage digestion to 10 -9 to 10 -8 g for a single copy gene in a highly complex eukaryotic Genome vary. For lower complexity polynucleotides, significantly shorter blotting, hybridization and exposure times, less starting polynucleotides, and lower specific activity of the probes can be used. For example, a yeast gene can be detected in single copy with an exposure time of only 1 hour, with 1 μg of yeast DNA starting material, blotting for 2 hours and hybridization for 4-8 hours with a probe at 108 ZpM / μg. For a single-copy mammalian gene, a conservative approach would start with 10 μg of DNA, blotting overnight and hybridizing overnight in the presence of 10% dextran sulfate using a probe of greater than 10 8 zpm / μg, resulting in an exposure time of ~ 24 hours leads.
Zahlreiche
Faktoren können
die Schmelztemperatur (Tm) eines DNA-DNA-Hybrids zwischen der Sonde
und dem interessierenden Fragment beeinflussen, und folglich die
geeigneten Bedingungen für
Hybridisierung und Waschvorgang. In vielen Fällen ist die Sonde nicht zu
100% homolog mit dem Fragment. Andere gewöhnlich in Betracht gezogene
Variablen umschließen
die Länge
und den Gesamtgehalt an G + C der hybridisierenden Sequenzen und
die Ionenstärke
und den Gehalt an Formamid in der Hybridisierungspufferlösung. Die
Wirkungen all dieser Faktoren können
mit einer einzigen Gleichung abgeschätzt werden:
Bei dem Aufbau eines Hybridisierungsexperimentes können einige Faktoren, die die Hybridisierung von Nucleinsäuren beeinflussen, geeignet verändert werden. Die Temperatur der Hybridisierung und die Waschvorgänge und die Salzkonzentration während der Waschvorgänge sind am einfachsten anzupassen. Mit steigender Temperatur der Hybridisierung (d. h. Stringenz) wird es weniger wahrscheinlich, dass Hybridisierung zwischen Strängen auftritt, die nicht homolog sind, und als ein Ergebnis nimmt der Hintergrund ab. Wenn die radioaktiv markierte Sonde nicht vollständig homolog zu dem immobilisierten Fragment ist (was im Fall der Genfamilien- und Interspezies-Hybridisierungsexperimente häufig vorkommt), muss die Hybridisierungstemperatur gesenkt werden, und der Hintergrund nimmt zu. Die Temperatur der Waschgänge beeinflusst die Intensität der hybridisierenden Bande und den Grad des Hintergrundes in ähnlicher Weise. Die Stringenz der Waschgänge wird auch durch abnehmende Salzkonzentrationen erhöht.at In the construction of a hybridization experiment, several factors can be identified Hybridization of nucleic acids influence, suitably changed become. The temperature of the hybridization and the washings and the salt concentration during the washings are the easiest to adjust. With increasing temperature of hybridization (i.e., stringency), hybridization becomes less likely between strands occurs that are not homologous, and as a result, the Background. If the radiolabeled probe is not completely homologous to the immobilized fragment (which in the case of the gene family and interspecies hybridization experiments is common), the hybridization temperature must be be lowered, and the background is increasing. The temperature of the washes affects the intensity the hybridizing band and the degree of the background in similar Wise. The stringency of the washes is also increased by decreasing salt concentrations.
Allgemein betragen gewöhnliche Hybridisierungstemperaturen in Anwesenheit von 50% Formamid 42°C für eine Sonde, die 95% bis 100% homolog zu dem Zielfragment ist, 37°C für 90% bis 95% Homologie und 32°C für 85% bis 90% Homologie. Für geringere Homologien sollte der Gehalt an Formamid verringert und die Temperatur entsprechend, unter Verwendung der vorstehenden Gleichung, angepasst werden. Wenn der Grad an Homologie zwischen der Sonde und dem Zielfragment nicht bekannt ist, ist der einfachste Ansatz, sowohl mit Hybridisierungs- als auch mit Waschbedingungen zu beginnen, die nicht stringent sind. Wenn nicht spezifische Banden oder starker Hintergrund nach der Autoradiographie beobachtet werden, kann der Filter unter hoher Stringenz gewaschen und erneut exponiert werden. Wenn die für die Exposition erforderliche Zeit diesen Ansatz unpraktisch macht, sollten mehrere Stringenzen für die Hybridisierungs- und/oder Waschvorgänge parallel getestet werden.Generally be ordinary Hybridization temperatures in the presence of 50% formamide 42 ° C for a probe, which is 95% to 100% homologous to the target fragment, 37 ° C for 90% to 95% homology and 32 ° C for 85% to 90% homology. For lower homologies, the content of formamide should be reduced and the Temperature accordingly, using the above equation, be adjusted. When the degree of homology between the probe and the target fragment is unknown, is the simplest approach, both with hybridization as also to start with washing conditions that are not stringent. If not specific gangs or strong background after the Autoradiography can be observed, the filter can be under high Stringency washed and exposed again. If that for the exposure time required makes this approach impractical, should several Stringencies for the hybridization and / or washing processes are tested in parallel.
Untersuchungen mit Nucleinsäure-SondenStudies with nucleic acid probes
Mit Verfahren wie etwa PCR, Untersuchungen mit verzweigten DNA-Sonden oder Blot-Techniken, bei denen Nucleinsäure-Sonden im Einklang mit der Erfindung verwendet werden, kann die Anwesenheit von cDNA oder mRNA bestimmt werden. Es gilt, dass eine Sonde mit einer Sequenz der Erfindung „hybridisiert", wenn sie einen Duplex- oder doppelsträngigen Komplex bilden kann, der stabil genug ist, dass er nachgewiesen werden kann.With Methods such as PCR, studies with branched DNA probes or blot techniques in which nucleic acid probes are consistent with can be used in the invention, the presence of cDNA or mRNA can be determined. It is true that a probe with a sequence of the invention "hybridizes" when a Duplex or double-stranded Complex that is stable enough to be detected can be.
Die Nucleinsäure-Sonden werden mit den Nucleotid-Sequenzen von Neisseria der Erfindung hybridisieren (einschließlich sowohl der Sense- als auch der Antisense-Stränge). Obgleich viele verschiedene Nucleotidsequenzen die Aminosäuresequenz codieren werden, wird die natürlich vorkommende Sequenz von Neisseria bevorzugt, weil sie die aktuell in den Zellen vorliegende Sequenz ist. Die mRNA repräsentiert eine codierende Sequenz, und daher sollte eine Sonde komplementär zu der codierenden Sequenz sein; einsträngige cDNA ist komplementär zu der mRNA, und daher sollte eine cDNA-Sonde komplementär zu der nicht codierenden Sequenz sein.The Nucleic acid probes will hybridize to the nucleotide sequences of Neisseria of the invention (including both the sense and antisense strands). Although many different nucleotide sequences are the amino acid sequence will code, that will of course occurring sequence of Neisseria preferred because they are the current in the cells present sequence. The mRNA represents a coding sequence, and therefore a probe should be complementary to the be coding sequence; stranded cDNA is complementary to the mRNA, and therefore a cDNA probe should be complementary to the non-coding sequence.
Die Sondensequenz muss nicht mit der Sequenz von Neisseria (oder ihrem Komplement) identisch sein – einige Variationen in Sequenz und Länge können zu erhöhter Test-Sensitivität führen, wenn die Nucleinsäure-Sonde einen Duplex-Komplex mit Ziel-Nucleotiden bilden kann, der nachgewiesen werden kann. Die Nucleinsäure-Sonde kann auch zusätzliche Nucleotide zur Stabilisierung des gebildeten Duplex-Komplexes anschließen. Eine zusätzliche Sequenz von Neisseria kann auch als eine Markierung hilfreich sein, um den gebildeten Duplex-Komplex nachzuweisen. Zum Beispiel kann eine nicht komplementäre Nucleotidsequenz an das 5'-Ende der Sonde angehängt werden, wobei der Rest der Sondensequenz komplementär zu einer Neisseria-Sequenz ist. Alternativ können nicht komplementäre Basen oder längere Sequenzen in die Sonde eingestreut sein, vorausgesetzt, dass die Sondensequenz eine ausreichende Komplementarität zu der Neisseria-Sequenz aufweist, um mit ihr zu hybridisieren und dadurch einen Duplex-Komplex zu bilden, der nachgewiesen werden kann.The Probe sequence need not interfere with the sequence of Neisseria (or its Complement) - some Variations in sequence and length can too high Test sensitivity to lead, when the nucleic acid probe a duplex complex can form with target nucleotides that can be detected. The nucleic acid probe can also be extra Connect nucleotides to stabilize the duplex complex formed. A additional Sequence of Neisseria can also be helpful as a marker to detect the formed duplex complex. For example, can a non-complementary one Nucleotide sequence to the 5 'end attached to the probe with the remainder of the probe sequence being complementary to a Neisseria sequence is. Alternatively you can not complementary Bases or longer Sequences can be interspersed in the probe, provided that the Probe sequence a sufficient complementarity to the Neisseria sequence to hybridize with it, thereby forming a duplex complex, which can be detected.
Die exakte Länge und Sequenz der Sonde wird von den Hybridisierungsbedingungen wie etwa Temperatur, Salz-Bedingungen und dergleichen abhängen. Zum Beispiel umfasst die Nucleinsäure-Sonde für diagnostische Anwendungen in Abhängigkeit von der Komplexität der zu analysierenden Sequenz typischerweise mindestens 10–20 Nucleotide, bevorzugt 15–25 und mehr bevorzugt mindestens 30 Nucleotide, obgleich sie auch kürzer sein kann. Kurze Primer erfordern allgemein kühlere Temperaturen, um ausreichend stabile Hybridkomplexe mit der Matrize zu bilden.The exact length and sequence of the probe is determined by the hybridization conditions depending on temperature, salt conditions and the like. To the Example includes the nucleic acid probe for diagnostic Dependent applications from the complexity the sequence to be analyzed is typically at least 10-20 nucleotides, preferably 15-25 and more preferably at least 30 nucleotides, although shorter can. Short primers generally require cooler temperatures to suffice to form stable hybrid complexes with the template.
Die Sonden können durch synthetische Verfahren wie etwa das Triester-Verfahren von Matteucci et al., [J. Am. Chem. Soc. (1981) 103:3185] oder nach Urdea et al., [Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80:7461] oder unter Verwendung von käuflich zu erwerbenden automatisierten Apparaten zur Oligonucleotid-Synthese hergestellt werden.The Probes can by synthetic methods such as the triester method of Matteucci et al., [J. At the. Chem. Soc. (1981) 103: 3185] or after Urdea et al., [Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80: 7461] or under Use of commercially available to be acquired automated apparatus for oligonucleotide synthesis become.
Die chemische Natur der Sonde kann nach jeweiliger Bevorzugung ausgewählt werden. Für bestimmte Anwendungen ist DNA oder RNA geeignet. Für andere Anwendungen können Modifikationen eingeschlossen werden, z. B. können Modifikationen am Rückgrat wie etwa Phosphorthioate oder Methylphosphonate verwendet werden, um die in vivo-Halbwertszeit zu erhöhen, RNA-Affinität zu ändern, Resistenz gegenüber Nuclease zu erhöhen etc. [vgl. z. B. Agrawal & Iyer (1995) Curr. Opin. Biotechnol. 6:12–19; Agrawal (1996) TIBTECH 14:376–387]; Analoga wie etwa Peptid-Nucleinsäuren können ebenfalls verwendet werden [vgl. z. B. Corey (1997) TIBTECH 15:224–229; Buchardt et al., (1993) TIBTECH 11:384–386].The chemical nature of the probe can be selected according to preference. For certain Applications is DNA or RNA suitable. For other applications may be modifications be included, for. B. can Modifications to the backbone such as phosphorothioates or methylphosphonates, to increase the in vivo half-life, change RNA affinity, resistance across from Increase nuclease etc. [cf. z. B. Agrawal & Iyer (1995) Curr. Opin. Biotechnol. 6: 12-19; Agrawal (1996) TIBTECH 14: 376-387]; Analogs such as peptide nucleic acids can also be used [see. z. Corey (1997) TIBTECH 15: 224-229; Buchardt et al., (1993) TIBTECH 11: 384-386].
Ein
Beispiel für
eine Nucleotid-Hybridisierungsuntersuchung wird von Urdea et al.
in der internationalen Patentanmeldung
Alternativ
ist die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ein anderes gut bekanntes
Mittel zum Nachweis von kleinen Mengen an Ziel-Nucleinsäuren. Die
Untersuchung wird beschrieben in: Mullis et al., [Meth. Enzymol.
(1987) 155: 335–350];
Eine thermostabile Polymerase erzeugt unter Verwendung der originalen Ziel-Nucleinsäuren als eine Matrize von den Primern Kopien der Ziel-Nucleinsäuren. Nachdem einen Schwellenmenge an Ziel-Nucleinsäuren von der Polymerase erzeugt worden ist, können diese durch traditionellere Verfahren wie etwa Southern-Blots nachgewiesen werden. Wenn das Southern-Blot-Verfahren verwendet wird, wird die markierte Sonde mit der Sequenz von Neisseria (oder ihrem Komplement) hybridisieren.A thermostable polymerase produced using the original Target nucleic acids as a template from the primers copies the target nucleic acids. After this generates a threshold amount of target nucleic acids from the polymerase has been able to these have been detected by more traditional methods such as Southern blots become. If the Southern Blot method is used, the labeled probe with the sequence of Neisseria (or its complement) hybridize.
Auch mRNA oder cDNA können durch traditionelle Blot-Techniken nachgewiesen werden, die von Sambrook et al., [vorstehend] beschrieben werden. mRNA oder cDNA, die unter Verwendung eines Polymerase-Enzyms aus mRNA erzeugt worden ist, kann unter Verwendung von Gel-Elektrophorese gereinigt und abgetrennt werden. Die Nucleinsäuren auf dem Gel werden dann auf eine feste Unterlage wie etwa Nitrocellulose übertragen. Die feste Unterlage wird einer markierten Sonde ausgesetzt und dann gewaschen, um nicht hybridisiertes Sondenmaterial zu entfernen. Als nächstes werden die Duplex-Komplexe, die die markierte Sonde enthalten, nachgewiesen. Typischerweise wird die Sonde mit einer radioaktiven Einheit markiert.Also mRNA or cDNA can be detected by traditional blotting techniques by Sambrook et al., [supra]. mRNA or cDNA under Use of a polymerase enzyme has been generated from mRNA, can be purified and separated using gel electrophoresis become. The nucleic acids on the gel are then transferred to a solid support such as nitrocellulose. The solid pad is exposed to a labeled probe and then washed to remove unhybridized probe material. Next the duplex complexes containing the labeled probe are detected. Typically, the probe is labeled with a radioactive moiety.
BEISPIELEEXAMPLES
Die Beispiele beschreiben Nucleinsäuresequenzen, die in N. meningitidis und N. gonorrhoeae identifiziert worden sind, zusammen mit ihren entsprechenden und putativen Translationsprodukten. Die Beispiele umschließen:
- • eine Nucleotidsequenz, die in N. meningitidis identifiziert worden ist
- • das mutmaßliche Translationsprodukt der genannten Sequenz von N. meningitidis
- • eine zugehörige Nucleotidsequenz, die in N. gonorrhoeae identifiziert worden ist
- • das mutmaßliche Translationprodukt der genannten Sequenz von N. gonorrhoeae
- • einen Vergleich des Prozentsatzes an Identität zwischen dem Translationsprodukt der Sequenz von N. meningitidis und der Sequenz von N. gonorrhoeae
- A nucleotide sequence that has been identified in N. meningitidis
- The putative translation product of said N.meningitidis sequence
- An associated nucleotide sequence identified in N. gonorrhoeae
- The putative translation product of said sequence of N. gonorrhoeae
- A comparison of the percentage of identity between the translation product of the sequence of N. meningitidis and the sequence of N. gonorrhoeae
Die Sequenzvergleiche wurden am NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) unter Verwendung der Algorithmen BLAST, BLAST2, BLASTn, BLASTp, tBLASTn, BLASTx & tBLASTx durchgeführt [vgl. auch Altschul et al., (1937) Gapped BLAST und PSI-BLAST: a new generation of Protein database search programs. Nucleic Acids Research 25:2289–3402]. Durchmusterungen wurden gegenüber den nachfolgenden Datenbanken durchgeführt: nicht redundante Sequenzen aus GenBank + EMBL + DDBJ + PDB und nicht redundante Sequenzen aus GenBank CDS-Translationen + PDB + SwissProt + SPupdate + PIR.The Sequence comparisons were made at NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) Using the algorithms BLAST, BLAST2, BLASTn, BLASTp, tBLASTn, BLASTx & tBLASTx carried out [see. also Altschul et al., (1937) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research 25: 2289-3402]. Screenings were compared the following databases: non-redundant sequences from GenBank + EMBL + DDBJ + PDB and non-redundant sequences GenBank CDS translations + PDB + SwissProt + SPupdate + PIR.
Klein geschriebene Buchstaben bedeuten Zweideutigkeiten, die während der Abgleichung von voneinander unabhängigen Sequenzierungsreaktionen auftraten (einige der Nucleotidsequenzen in den Beispielen stammen aus der Kombination der Ergebnisse aus zwei oder mehr Experimenten).Lower case letters represent ambiguities that occurred during the alignment of independent sequencing reactions (some of the nucleotide sequences in the examples come from the combination of results from two or more experiments).
Die Nucleotidsequenzen wurden in allen sechs Leserahmen gescannt, um die Anwesenheit von hydrophoben Domänen unter Verwendung eines Algorithmus vorauszusagen, der auf den statistischen Untersuchungen von Esposti et al., [Critical evaluation of the hydropathy of membrane Proteins (1990), Eur. J. Biochem. 190:207–219) beruht. Diese Domänen repräsentieren potentielle Transmembran-Regionen oder hydrophobe Leader-Sequenzen.The Nucleotide sequences were scanned in all six reading frames the presence of hydrophobic domains using a To predict algorithm based on the statistical investigations by Esposti et al., [Critical Evaluation of the hydropathy of membrane Proteins (1990), Eur. J. Biochem. 190: 207-219). These domains represent potential transmembrane regions or hydrophobic leader sequences.
Offene Leserahmen wurden unter Verwendung des Programmes ORFFINDER (NCBI) aus fragmentierten Nucleotidsequenzen verhergesagt.Open Reading frames were generated using the program ORFFINDER (NCBI) from fragmented nucleotide sequences.
Unterstrichene Aminosäuresequenzen zeigen mögliche Transmembran-Domänen oder Leader-Sequenzen in den ORFs an, wie durch den PSORT-Algorithmus (http://www.psort.nibb.ac.jp) vorhergesagt wird. Funktionale Domänen wurden unter Verwendung des MOTIFS-Programmes (GCG Wisconsin & PROSITE) ebenfalls vorhergesagt.Underlined amino acid sequences show possible Transmembrane domains or leader sequences in the ORFs, as by the PSORT algorithm (http://www.psort.nibb.ac.jp) is predicted. Functional domains were using the MOTIFS program (GCG Wisconsin & PROSITE) as well predicted.
Beruhend auf der Anwesenheit einer mutmaßlichen Leader-Sequenz und/oder von mehreren mutmaßlichen Transmembran-Domänen (einfach unterstrichen) in dem Gonokokken-Protein wird vorausgesagt, dass die Proteine von N. meningitidis und N. gonorrhoeae und ihre entsprechenden Epitope nützliche Antigene oder immunogene Verbindungen für Impfstoffe oder diagnostische Mittel sein könnten.based on the presence of a suspected Leader sequence and / or multiple putative transmembrane domains (single underlined) in the gonococcal protein, it is predicted that the proteins of N. meningitidis and N. gonorrhoeae and their corresponding Epitopes useful Antigens or immunogenic compounds for vaccines or diagnostic Could be means.
Die Standardtechniken und -Verfahren, die verwendet werden können, um die Erfindung durchzuführen (z. B. die Verwendung der offenbarten Sequenzen in Impfstoffen oder zu diagnostischen Zwecken) wurden vorstehend zusammengefasst. Diese Zusammenfassung ist keine Begrenzung der Erfindung, sondern gibt stattdessen Beispiele, die verwendet werden können, die aber nicht erforderlich sind.The Standard techniques and methods that can be used to to carry out the invention (eg, the use of the disclosed sequences in vaccines or for diagnostic purposes) have been summarized above. These Summary is not a limitation of the invention but is instead Examples that can be used but not required are.
Im Einzelnen wurden die nachstehenden Verfahren verwendet, um die Proteine der Erfindung zu exprimieren, zu reinigen und biochemisch zu charakterisieren.in the Specifically, the following procedures were used to identify the proteins of the invention to express, purify and biochemically characterize.
Präparation von chromosomaler DNAPreparation of chromosomal DNA
Stamm 2996 von N. meningitidis wurde bis zur exponentiellen Phase in 100 ml GC-Kulturmedium gezüchtet, durch Zentrifugation geerntet und in 5 ml Pufferlösung (20% Saccharose, 50 mM Tris-HCl, 50 mM EDTA, auf pH-Wert 8,0 eingestellt) resuspendiert. Nach 10-minütiger Inkubation auf Eis wurden die Bakterien durch Zugabe von 10 ml Lysierungslösung (50 mM NaCl, 1% Na-Sarkosyl, 50 μg/ml Proteinase K) lysiert, und die Suspension wurde bei 37°C über 2 Stunden inkubiert. Zwei Phenol-Extraktionen (auf pH-Wert 8 äquilibriert) und eine ChCl3/Isoamylalkohol (24:1)-Extraktion wurden durchgeführt. DNA wurde durch Zugabe von 0,3 M Natriumacetat und 2 Volumeneinheiten Ethanol ausgefällt und durch Zentrifugation gesammelt. Der Niederschlag wurde einmal mit 70% Ethanol gewaschen und in 4 ml Pufferlösung (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH-Wert 8) wieder gelöst. Die DNA-Konzentration wurde durch Ablesen der CD bei 260 nm gemessen.N. meningitidis strain 2996 was grown to exponential phase in 100 ml of GC culture medium, harvested by centrifugation and adjusted to pH 8.0 in 5 ml of buffer solution (20% sucrose, 50 mM Tris-HCl, 50 mM EDTA ) resuspended. After incubation on ice for 10 minutes, the bacteria were lysed by adding 10 ml of lysing solution (50 mM NaCl, 1% Na-sarcosyl, 50 μg / ml proteinase K) and the suspension was incubated at 37 ° C for 2 hours. Two phenol extractions (equilibrated to pH 8) and a ChCl 3 / isoamyl alcohol (24: 1) extraction were performed. DNA was precipitated by addition of 0.3 M sodium acetate and 2 volumes of ethanol and collected by centrifugation. The precipitate was washed once with 70% ethanol and redissolved in 4 ml buffer solution (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8). The DNA concentration was measured by reading the CD at 260 nm.
Oligonucleotid-EntwurfOligonucleotide design
Synthetische Oligonucleotid-Primer wurden auf der Basis der codierenden Sequenz jedes ORF entworfen, indem (a) die Meningococcus B-Sequenz, wenn verfügbar, oder (b) die Gonococcus/Meningococcus A-Sequenz, angepasst an die von Meningococcus bevorzugte Codon-Verwendung, verwendet wurden. Alle erwarteten Signalpeptide wurden entfernt, indem die Primer-Sequenz zur Amplifizierung des 5'-Endes unmittelbar stromabwärts von der erwarteten Leader-Sequenz abgeleitet wurde.synthetic Oligonucleotide primers were based on the coding sequence Each ORF is designed by (a) the Meningococcus B sequence, if available, or (b) the Gonococcus / Meningococcus A sequence, adapted to the Meningococcus preferred codon usage were used. All expected signal peptides were removed by the primer sequence for amplification of the 5'-end immediately downstream derived from the expected leader sequence.
Bei den meisten ORFs schlossen die 5'-Primer zwei Erkennungsstellen für Restriktionsenzyme ein (BamHI-NdeI, BamHI-NheI oder EcoRI-NheI, in Abhängigkeit von dem Restriktionsmuster des Gens); die 3'-Primer schlossen eine XhoI-Restriktionsstelle ein. Dieses Verfahren wurde eingesetzt, um die Clonierung jedes einzelnen Amplifikationsproduktes (in Bezug zu jedem einzelnen ORF) in zwei verschiedenen Expressionssystemen zu steuern: pGEX-KG (unter Verwendung von entweder BamHI-XhoI oder EcoRI-XhoI) und pET21b+ (unter Verwendung von entweder NdeI-XhoI oder NheI-XhoI). For most ORFs, the 5 'primers included two restriction enzyme recognition sites (BamHI-NdeI, BamHI-NheI or EcoRI-NheI, depending on the restriction pattern of the gene); the 3 'primers included an XhoI restriction site. This method was used to direct the cloning of each individual amplification product (relative to each ORF) in two different expression systems: pGEX-KG (using either BamHI-XhoI or EcoRI-XhoI) and pET21b + (using either NdeI -XhoI or NheI-XhoI).
Für einige ORFs wurden zwei verschiedene Amplifizierungen durchgeführt, um jeden ORF in den beiden Expressionssystemen zu clonieren. Zwei verschiedene 5'-Primer wurden für jeden ORF verwendet; derselbe 3'-XhoI-Primer wurde wie zuvor verwendet: For some ORFs, two different amplifications were performed to clone each ORF in the two expression systems. Two different 5 'primers were used for each ORF; the same 3'-XhoI primer was used as before:
Andere ORFs können in den Expressionsvektor pTRC cloniert und als ein His-Marker-Fusionsprodukt am Amino-Terminus exprimiert werden. Das erwartete Signalpeptid kann in dem Endprodukt eingeschlossen sein. Die NheI-BamHI-Restriktionsstellen wurden unter Verwendung der nachstehenden Primer eingeschlossen: Other ORFs can be cloned into the expression vector pTRC and expressed as a His-tagged fusion product at the amino terminus. The expected signal peptide may be included in the final product. The NheI-BamHI restriction sites were included using the following primers:
Neben
den Erkennungssequenzen für
die Restriktionsenzyme umschlossen die Primer Nucleotide, die mit
der zu amplifizierenden Sequenz hybridisierten. Die Anzahl der hybridisierenden
Nucleotide war von der Schmelztemperatur des gesamten Primers abhängig und
wurde für
jeden Primer unter Verwendung der nachstehenden Formel bestimmt:
Die mittlere Schmelztemperatur der ausgewählten Oligos betrug 65–70°C für das vollständige Oligo und 50–55°C für die hybridisierende Region allein.The average melting temperature of the selected oligos was 65-70 ° C for the complete oligo and 50-55 ° C for the hybridizing Region alone.
Die Oligos wurden durch ein 394-DNA/RNA-Synthesegerät von Perkin-Elmer synthetisiert, in 2 ml NH4-OH von den Säulen eluiert, und die Schutzgruppen wurden durch Inkubation bei 56°C über 5 Stunden entfernt. Die Oligos wurden durch Zugabe von 0,3 M Na-Acetat und 2 Volumeneinheiten Ethanol ausgefällt. Die Proben wurden dann zentrifugiert und die Niederschläge in entweder 100 μl oder 1 ml Wasser resuspendiert. Die OD260 wurde unter Verwendung eines Lambda-Bio-Spektrophotometers von Perkin Elmer bestimmt, und die Konzentration wurde bestimmt und auf 2–10 pMol/μl eingestellt.The oligos were synthesized by a Perkin-Elmer 394 DNA / RNA Synthesizer, eluted from the columns in 2 ml of NH 4 -OH, and the protecting groups were removed by incubation at 56 ° C for 5 hours. The oligos were precipitated by adding 0.3 M Na-acetate and 2 volumes of ethanol. The samples were then centrifuged and the precipitates resuspended in either 100 μl or 1 ml of water. The OD 260 was determined using a Perkin Elmer Lambda Bio-Spectrophotometer and the concentration was determined and adjusted to 2-10 pmol / μl.
Wenn die ersten Amplifizierungen durchgeführt werden, kann es sein, dass die vollständige 5'- und/oder 3'-Sequenz für einige ORFs von Meningokokken nicht bekannt ist, obgleich es sein kann, dass die entsprechenden Sequenzen für Gonococcus identifiziert worden sind. Für die Amplifizierung könnten daher die Sequenzen von Gonococcus als die Basis für den Entwurf von Primern in veränderter Form, um der Codon-Präferenz Rechnung zu tragen, verwendet werden. Im Einzelnen können die nachfolgenden Codons ausgetauscht werden: ATA → ATT; TCG → TCT; CAG → CAA; AAG → AAA; GAG → GAA; CGA und CGG → CGC; GGG → GGC.If the first amplifications are performed, it may be that the complete 5 'and / or 3' sequence for some ORFs of meningococci is not known, although it may be that identifies the corresponding sequences for gonococcus have been. For the amplification could hence the sequences of gonococcus as the basis for the design from primers in changed Shape to the codon preference Be taken into account. In detail, the following codons are exchanged: ATA → ATT; TCG → TCT; CAG → CAA; AAG → AAA; GAG → GAA; CGA and CGG → CGC; GGG → GGC.
Amplifizierungamplification
Das Standard-PCR-Protokoll war wie folgt: 50–200 ng genomische DNA wurden als eine Matrize in Anwesenheit von 20–40 μM jedes Oligos, 400–800 μM dNTP-Lösung, 1 × PCR-Pufferlösung (einschließlich 1,5 mM MgCl2), 2,5 Einheiten TaqI-DNA-Polymerase (Verwendung von Perkin-Elmer-AmpliTaQ, GIBCO Platinum, Pwo-DNA-Polymerase oder Takara Shuzo-Taq-Polymerase) verwendet.The standard PCR protocol was as follows: 50-200 ng genomic DNA was used as a template in the presence of 20-40 μM of each oligos, 400-800 μM dNTP solution, 1 × PCR buffer solution (including 1.5 mM MgCl 2 ), 2.5 units of TaqI DNA polymerase (using Perkin-Elmer-AmpliTaQ, GIBCO Platinum, Pwo DNA polymerase or Takara Shuzo Taq polymerase).
In einigen Fällen wurde die PCR durch die Zugabe von 10 μl DMSO oder 50 μl 2M Betain optimiert.In some cases PCR was performed by adding 10 μl DMSO or 50 μl 2M betaine optimized.
Nach einem heißen Start (Zugabe der Polymerase während einer vorausgehenden Inkubation des gesamten Gemisches über 3 Minuten bei 95°C) durchlief jede Probe eine Doppelschritt-Amplifizierung: die ersten 5 Zyklen wurden durchgeführt, indem als die Hybridisierungstemperatur diejenige der Oligos ohne den Schwanz der Restriktionsenzyme verwendet wurde, gefolgt von 30 Zyklen, die im Einklang mit der Hybridisierungstemperatur der Oligos in ganzer Länge durchgeführt wurden. Auf die Zyklen folgte ein abschließender Extensionsschritt über 10 Minuten bei 72°C.To one hot Start (addition of polymerase during a preliminary incubation of the entire mixture over 3 minutes at 95 ° C) Each sample underwent a double-step amplification: the first 5 Cycles were carried out by using as the hybridization temperature that of the oligos without the tail of the restriction enzymes was used, followed by 30 cycles consistent with the hybridization temperature of the Oligos in full length carried out were. The cycles were followed by a final extension step over 10 minutes at 72 ° C.
Die
Standardzyklen waren wie folgt:
Die Elongationszeit variierte im Einklang mit der Länge des zu amplifizierenden ORF.The Elongation time varied in accordance with the length of the to be amplified ORF.
Die Amplifizierungen wurden alle unter Verwendung entweder eines 9600- oder eines 2400-GeneAmp-PCR-Systems von Perkin-Elmer durchgeführt. Um die Ergebnisse zu überprüfen, wurden 1/10 des Amplifizierungsvolumen auf ein 1–1,5%-Agarosegel gegeben, und die Größe von jedem amplifizierten Fragment wurde mit einer DNA-Molekulargewichtsmarkierung verglichen.The Amplifications were all made using either a 9600 or a Perkin-Elmer 2400 GeneAmp PCR system. Around to check the results were Place 1/10 of the volume of amplification on a 1-1.5% agarose gel and the size of each amplified fragment was labeled with a DNA molecular weight marker compared.
Die amplifizierte DNA wurde entweder direkt auf ein 1%-Agarosegel gegeben oder zunächst mit Ethanol ausgefällt und in einem geeigneten Volumen resuspendiert, um dann auf ein 1%-Agarosegel gegeben zu werden. Das DNA-Fragment, das der Bande mit der richtigen Größe entsprach, wurde dann unter Verwendung des Gel Extraktion Kit von Qiagen unter Befolgung der Anweisungen des Herstellers eluiert und aus dem Gel gereinigt. Das Endvolumen des DNA-Fragmentes betrug 30 μl oder 50 μl entweder Wasser oder 10 mM Tris, pH-Wert 8,5.The amplified DNA was added either directly to a 1% agarose gel or first precipitated with ethanol and resuspended in a suitable volume, then onto a 1% agarose gel to be given. The DNA fragment that ties the gang with the right one Size corresponded, was then grown using Qiagen's Gel Extraction Kit Following the manufacturer's instructions elutes and cleansed from the gel. The final volume of the DNA fragment was 30 μl or 50 μl either water or 10 mM Tris, pH 8.5.
Spaltung von PCR-FragmentenCleavage of PCR fragments
Die dem amplifizierten Fragment entsprechende gereinigte DNA wurde in 2 Aliquots aufgeteilt und zweimal gespalten mit: (a) NdeI/XhoI oder NheI/XhoI für die Clonierung in pET-21b+ und weitere Expression des Proteins als ein C-Terminus-His-Marker-Fusionsprodukt; (b) BamHI/XhoI oder EcoRI/XhoI für die Clonierung in pGEX-KG und weitere Expression des Proteins als ein GST-N-Terminus-Fusionsprodukt.The The purified DNA corresponding to the amplified fragment was analyzed in Divided into 2 aliquots and split twice with: (a) NdeI / XhoI or NheI / XhoI for the cloning into pET-21b + and further expression of the protein as a C-terminus His-tag fusion product; (b) BamHI / XhoI or EcoRI / XhoI for the cloning into pGEX-KG and further expression of the protein as a GST N-terminus fusion product.
Für einige ORFs kann NheI/BamHI für die Clonierung in den Vektor pTRC-HisA eingebracht werden, und weitere Expression des Proteins erfolgt als N-Terminus-His-Marker-Fusionsprodukt.For some ORFs can be NheI / BamHI for the cloning is introduced into the vector pTRC-HisA, and others Expression of the protein occurs as an N-terminus His-tag fusion product.
Jedes gereinigte DNA-Fragment wurde mit 20 Einheiten jedes Restriktionsenzyms (New England Biolabs) in einem Endvolumen von entweder 30 oder 40 μl in Anwesenheit der geeigneten Pufferlösung inkubiert (37°C über 3 Stunden bis über Nacht). Das Spaltprodukt wurde dann unter Verwendung des QIAquick-PCR-Reinigungskit unter Befolgung der Anweisungen des Herstellers gereinigt und in einem Endvolumen von 30 (oder 50) μl entweder Wasser oder 10 mM Tris-HCl, pH-Wert 8,5, eluiert. Die endgültige DNA-Konzentration wurde durch 1%-Agarosegel-Elektrophorese in Anwesenheit einer titrierten Molekulargewichtsmarkierung bestimmt.each purified DNA fragment was mixed with 20 units of each restriction enzyme (New England Biolabs) in a final volume of either 30 or 40 μl in the presence the appropriate buffer solution incubated (37 ° C for 3 hours to about Night). The cleavage product was then submerged using the QIAquick PCR purification kit Follow the instructions of the manufacturer and cleaned in one Final volume of 30 (or 50) μl either water or 10mM Tris-HCl, pH 8.5. The final DNA concentration was by 1% agarose gel electrophoresis determined in the presence of a titrated molecular weight label.
Spaltung der Clonierungsvektoren (pET22B, pGEX-KG und pTRC-His A)Cleavage of the cloning vectors (pET22B, pGEX-KG and pTRC-His A)
10 μg Plasmid wurde mit 50 Einheiten von jedem Restriktionsenzym in 200 μl Reakionsvolumen in Anwesenheit einer geeigneten Pufferlösung durch Inkubation über Nacht bei 37°C doppelt gespalten. Nach Auftragen des gesamten Spaltproduktes auf ein 1%-Agarosegel wurde die Bande, die dem gespaltenen Vektor entsprach, unter Verwendung des QIAquick-Gel Extraktion Kit von Qiagen aus dem Gel gereinigt, und die DNA wurde in 50 μl 10 mM Tris-HCl, pH-Wert 8,5, eluiert. Die DNA-Konzentration wurde durch Messen der OD260 der Probe bestimmt und auf 50 μg/μl eingestellt. 1 μl des Plasmids wurde für jeden Clonierungsvorgang verwendet.10 μg of plasmid was incubated with 50 units of each restriction enzyme in 200 μl of reaction volume In the absence of a suitable buffer solution, incubate overnight at 37 ° C. After applying the entire cleavage product to a 1% agarose gel, the band corresponding to the cleaved vector was purified from the gel using Qiagen QIAquick Gel Extraction Kit and the DNA was dissolved in 50 μl of 10 mM Tris-HCl, pH Value 8.5, eluted. The DNA concentration was determined by measuring the OD 260 of the sample and adjusted to 50 μg / μl. 1 μl of the plasmid was used for each cloning procedure.
Clonierungcloning
Die dem jeweiligen ORF entsprechenden Fragmente, zuvor gespalten und gereinigt wurden, sowohl in pET22b als auch pGEX-KG ligiert. In einem Endvolumen von 20 μl wurde ein molares Verhältnis von 3:1 von Fragment/Vektor unter Verwendung von 0,5 μl NEB-T4-DNA-Ligase (400 Einheiten/μl) in Anwesenheit der vom Hersteller gelieferten Pufferlösung ligiert. Das Reaktionsgemisch wurde bei Zimertemperatur über 3 Stunden inkubiert. In einigen Experimenten wurde die Ligierung unter Verwendung des „Rapid Ligation Kit" von Boehringer nach Anweisung des Herstellers durchgeführt.The fragments corresponding to the respective ORF, previously cleaved and were purified, ligated into both pET22b and pGEX-KG. In a final volume of 20 μl became a molar ratio of 3: 1 fragment / vector using 0.5 μl of NEB-T4 DNA ligase (400 units / μl) ligated in the presence of the buffer solution supplied by the manufacturer. The reaction mixture was incubated at room temperature for 3 hours. In In some experiments, ligation was performed using the Rapid Ligation Kit "by Boehringer carried out according to the manufacturer.
Um das rekombinante Plasmid in einen geeigneten Stamm einzuführen, wurden 100 μl kompetente E. coli DH5-Zellen mit der Ligase-Reaktionslösung über 40 Minuten auf Eis, dann bei 37°C über 3 Minuten, dann nach Zugabe von 800 μl LB-Brühe wiederum bei 37°C über 20 Minuten inkubiert. Die Zellen wurden dann mit höchster Geschwindigkeit in einer Eppendorf-Mikrofuge zentrifugiert und in etwa 200 μl des Überstandes resuspendiert. Die Suspension wurde dann auf LB-Ampicillin (100 mg/ml) ausgestrichen.Around introducing the recombinant plasmid into a suitable strain 100 μl competent E. coli DH5 cells with the ligase reaction solution on ice for 40 minutes, then at 37 ° C for 3 minutes, then after adding 800 μl LB broth again at 37 ° C for 20 minutes incubated. The cells were then in a high speed Centrifuge Eppendorf microfuge and add approximately 200 μl of the supernatant resuspended. The suspension was then switched to LB-ampicillin (100 mg / ml).
Die Durchmusterung der rekombinanten Clone wurde durchgeführt, indem 5 nach dem Zufallsprinzip ausgewählte Kolonien über Nacht bei 37°C entweder in 2 ml (pGEX- oder pTC-Clone) oder in 5 ml (pET-Clone) LB-Brühe + 100 μg/ml Ampicillin gezüchtet wurden. Die Zellen wurden dann ausgefällt und die DNA wurde unter Verwendung des QIAprep-Spin Miniprep Kit von Qiagen nach Anweisungen des Herstellers auf ein Endvolumen von 30 μl extrahiert. 5 μl von jeder einzelnen Minipräp (etwa 1 g) wurden entweder mit NdeI/XhoI oder BamHI/XhoI gespalten, und das gesamte Spaltprodukt wurde zusammen mit der Molekulargewichtsmarkierung (1Kb-DNA-Leiter, GIBCO) auf ein 1–1,5%-Agarosegel (in Abhängigkeit von der erwarteten Größe der Insertion) aufgetragen. Die Durchmusterung auf die positiven Clone wurde auf der Basis der korrekten Insertionsgröße durchgeführt.The Screening of the recombinant clones was performed by 5 randomly selected Colonies over Night at 37 ° C either in 2 ml (pGEX or pTC clones) or in 5 ml (pET clones) LB broth + 100 μg / ml ampicillin cultured were. The cells were then precipitated and the DNA was submerged Using the QIAprep Spin Miniprep Kit from Qiagen for instructions extracted by the manufacturer to a final volume of 30 ul. 5 μl of each individual miniprp (about 1 g) were cleaved with either NdeI / XhoI or BamHI / XhoI, and the entire cleavage product was along with the molecular weight label (1Kb DNA ladder, GIBCO) on a 1-1.5% agarose gel (depending on of the expected size of the insertion) applied. The screening for the positive clones was done based on the correct insertion size.
Clonierungcloning
Bestimmte ORFs können in den Vektor pGEX-HIS cloniert werden, indem die EcoRI-PstI-Clonierungsstellen oder EcoRI-SalI oder SalI-PstI verwendet werden. Nach der Clonierung können die rekombinanten Plasmide in die E. coli W3110-Wirtszelle eingeführt werden.Certain ORFs can be cloned into the vector pGEX-HIS by the EcoRI-PstI cloning sites or EcoRI-SalI or SalI-PstI. After the cloning can the recombinant plasmids are introduced into the E. coli W3110 host cell.
Expressionexpression
Jeder ORF, der in den Expressionsvektor cloniert worden ist, kann dann in den Stamm transformiert werden, der für die Expression des rekombinanten Proteinproduktes geeignet ist. 1 μl wurde von jedem Konstrukt verwendet, um 30 μl E. coli BL21 (Vektor pGEX), E. coli TOP 10 (Vektor pTRC) oder E. coli BL21-DE3 (Vektor pET) zu transformieren, wie vorstehend beschrieben. Im Fall des Vektors pGEX-His wurde derselbe E.coli-Stamm (W3110) für anfängliche Clonierung und Expression verwendet. Einzelne rekombinante Kolonien wurden in 2 ml LB + Amp (100 μg/ml) geimpft, bei 37°C über Nacht inkubiert, dann in 20 ml LB + Amp (100 μg/ml) in 100 ml-Kolben auf 1:30 verdünnt, wobei sichergestellt wurde, dass die OD600 zwischen 0,1 und 0,15 lag. Die Kolben wurden bei 30°C in rotierenden Wasserbad-Schwenkern inkubiert, bis die CD exponentielles Wachstum anzeigte, das für die Einleitung der Expression geeignet war (0,4–0,8 OD für die Vektoren pET und pTRC; 0,8–1 CD für die Vektoren pGEX und pGEX-His). Bei den Vektoren pET, pTRC und pGEX-His wurde die Protein-Expression durch die Zugabe von 1 mM IPTG induziert, während die Endkonzentration an IPTG im Fall des pGEX-Systems 0,2 mM betrug. Nach Inkubation über 3 Stunden bei 30°C wurde die Endkonzentration der Probe durch die CD überprüft. Um die Expression zu überprüfen, wurde 1 ml aus jeder Probe entnommen, in einer Mikrofuge zentrifugiert, der Niederschlag in PBS resuspendiert und durch 12%-SDS-PAGE mit Coomassie- Blau-Färbung analysiert. Die gesamte Probe wurde mit 6000 g zentrifugiert und der Niederschlag für weiteren Gebrauch in PBS resuspendiert.Any ORF that has been cloned into the expression vector can then be transformed into the strain that is suitable for expression of the recombinant protein product. 1 μl of each construct was used to transform 30 μl E. coli BL21 (vector pGEX), E. coli TOP 10 (vector pTRC) or E. coli BL21-DE3 (vector pET) as described above. In the case of the vector pGEX-His, the same E. coli strain (W3110) was used for initial cloning and expression. Individual recombinant colonies were inoculated in 2 ml LB + Amp (100 μg / ml), incubated at 37 ° C overnight, then diluted to 1:30 in 20 ml LB + Amp (100 μg / ml) in 100 ml flasks, ensuring that the OD 600 was between 0.1 and 0.15. The flasks were incubated at 30 ° C in rotating water bath swirls until the CD indicated exponential growth suitable for initiation of expression (0.4-0.8 OD for the vectors pET and pTRC; 0.8-1 CD for the vectors pGEX and pGEX-His). For the vectors pET, pTRC and pGEX-His, protein expression was induced by the addition of 1 mM IPTG, while the final concentration of IPTG was 0.2 mM in the case of the pGEX system. After incubation for 3 hours at 30 ° C, the final concentration of the sample was checked by the CD. To check expression, 1 ml was removed from each sample, centrifuged in a microfuge, the precipitate resuspended in PBS and analyzed by 12% SDS-PAGE with Coomassie blue staining. The entire sample was centrifuged at 6000 g and the precipitate resuspended in PBS for further use.
Reinigung von GST-Fusionsproteinen in großem MaßstabPurification of GST fusion proteins in big scale
Eine einzelne Kolonie wurde über Nacht bei 37°C in einer LB + Amp-Agar-Schale gezüchtet. Die Bakterien wurden in 20 ml LB + Amp-Flüssigkultur in einem Wasserbad-Schwenker geimpft und über Nacht kultiviert. Die Bakterien wurden 1:30 in 600 ml frisches Kulturmedium verdünnt, und man ließ sie bei einer optimalen Temperatur (20–37°C) bis zu einer OD550 von 0,8–1 wachsen. Die Proteinexpression wurde mit 0,2 mM IPTG mit anschließender Inkubation über drei Stunden induziert. Die Kultur wurde mit 8000 UpM bei 4°C zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen, und der Bakterien-Niederschlag wurde in 7,5 ml kalter PBS resuspendiert. Die Zellen wurden durch Ultraschall-Behandlung auf Eis über 30 sec mit 40 W unter Verwendung eines B-15-Ultraschallgerätes von Branson aufgebrochen, zweimal tiefgefroren und aufgetaut und wiederum zentrifugiert. Der Überstand wurde gesammelt und mit 150 μl Glutation-Sepharose 4B-Harz (Pharmacia) (zuvor mit PBS gewaschen) vermischt und bei Zimmertemperatur über 30 Minuten inkubiert. Die Probe wurde mit 700 g über 5 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Das Harz wurde zweimal über 10 Minuten mit 10 ml kalter PBS gewaschen, in 1 ml kalter PBS resuspendiert und auf eine handelsübliche Säule aufgetragen. Das Harz wurde zweimal mit 2 ml kalter PBS gewaschen, bis der Durchfluss eine OD280 von 0,02–0,06 erreicht hatte. Das GST-Fusionsprotein wurde durch die Zugabe von 700 μl kalter Glutathion-Elutionspufferlösung (10 mM reduziertes Glutathion, 50 mM Tris-HCl) eluiert, und die Fraktionen wurden gesammelt, bis die OD280 0,1 betrug. 21 μl von jeder Fraktion wurden auf ein 12%-SDS-Gel aufgetragen, wobei entweder der Molekulargewichtsstandard für die SDS-PAGE-Untersuchung von Biorad mit breitem Bereich (M1) (200, 116,25, 97,4, 66,2, 45, 31, 21,5, 14,4, 6,5 kDa) oder die Rainbow-Markierung von Amersham (M'') (220, 66, 46, 30, 21,5, 14,3 kDa) als Standards verwendet wurden. Da das MG von GST 26 kDa beträgt, muss dieser Wert zum MG von jedem GST-Fusionsprotein hinzu addiert werden.A single colony was grown overnight at 37 ° C in an LB + amp agar dish. The Bak Tetras were inoculated in 20 ml of LB + Amp liquid culture in a water bath and cultured overnight. The bacteria were diluted 1:30 in 600 ml of fresh culture medium and allowed to grow at an optimum temperature (20-37 ° C) to an OD 550 of 0.8-1. Protein expression was induced with 0.2 mM IPTG followed by incubation for three hours. The culture was centrifuged at 8000 rpm at 4 ° C. The supernatant was discarded and the bacterial pellet resuspended in 7.5 ml of cold PBS. The cells were disrupted by sonication on ice for 30 sec at 40 W using a B-15 Brans ultrasound machine, twice frozen and thawed, and centrifuged again. The supernatant was collected and mixed with 150 μl glutathione Sepharose 4B resin (Pharmacia) (previously washed with PBS) and incubated at room temperature for 30 minutes. The sample was centrifuged at 700 g for 5 minutes at 4 ° C. The resin was washed twice with 10 ml of cold PBS for 10 minutes, resuspended in 1 ml of cold PBS and applied to a commercial column. The resin was washed twice with 2 ml of cold PBS until the flow had reached an OD 280 of 0.02-0.06. The GST fusion protein was eluted by the addition of 700 μl cold glutathione elution buffer solution (10 mM reduced glutathione, 50 mM Tris-HCl) and the fractions were collected until the OD 280 was 0.1. 21 μl of each fraction was loaded on a 12% SDS gel using either the molecular weight standard for the broad area Biorad SDS-PAGE study (M1) (200, 116, 25, 97, 4, 66, 2). 45, 31, 21.5, 14.4, 6.5 kDa) or Amersham's Rainbow marker (M ") (220, 66, 46, 30, 21.5, 14.3 kDa) were used as standards were. Since the MG of GST is 26 kDa, this value must be added to the MG of each GST fusion protein.
Reinigung von löslichen His-Fusionsproteinen in großem MaßstabPurification of soluble His fusion proteins in large scale
Eine einzelne Kolonie wurde über Nacht bei 37°C in einer LB + Amp-Agarschale kultiviert. Die Bakterien wurden in 20 ml einer LB + Amp-Flüssigkultur geimpft und über Nacht in einem Wasserbad-Schwenker inkubiert. Die Bakterien wurden im Verhältnis 1:30 in 600 ml frischem Kulturmedium verdünnt, und man ließ sie bei optimaler Temperatur (20–37°C) bis zu einer OD550 von 0,6–0,8 wachsen. Die Protein-Expression wurde durch Zugabe von 1 mM IPTG induziert, und die Kultur wurde über drei Stunden weiter inkubiert. Die Kultur wurde mit 8000 UpM bei 4°C zentrifugiert, der Überstand wurde verworfen, und der bakterielle Niederschlag wurde in 7,5 ml kalter 10 mM Imidazol-Pufferlösung (300 mM NaCl, 50 mM Phosphatpufferlösung, 10 mM Imidazol, pH-Wert 8) resuspendiert. Die Zellen wurden durch Ultraschall-Behandlung auf Eis über 30 sec bei 40 W unter Verwendung eines B-15-Ultraschallgerätes von Branson aufgebrochen, zweimal tiefgefroren und aufgetaut und wiederum zentrifugiert. Der Überstand wurde gesammelt und mit 150 μl Ni2+-Harz (Pharmacia) (zuvor mit 10 mM Imidazolpufferlösung gewaschen) vermischt und bei Zimmertemperatur unter sanftem Rühren über 30 Minuten inkubiert. Die Probe wurde mit 700 g über 5 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Das Harz wurde zweimal mit 10 ml kalter 10 mM Imidazol-Pufferlösung über 10 Minuten gewaschen, in 1 ml kalter 10 mM Imidazol-Pufferlösung resuspendiert und auf eine handelsübliche Säule aufgetragen. Das Harz wurde bei 4°C mit 2 ml kalter 10 mM Imidazol-Pufferlösung gewaschen, bis die Durchflusslösung die OD280 von 0,02–0,06 erreicht hatte. Das Harz wurde mit 2 ml kalter 20 mM Imidazol-Pufferlösung (300 mM NaCl, 50 mM Phosphat-Pufferlösung, 20 mM Imidazol, pH-Wert 8) gewaschen, bis die Durchflusslösung die OD280 von 0,02–0,06 erreicht hatte. Das His-Fusionsprotein wurde durch die Zugabe von 700 μl kalter 250 mM Imidazol-Pufferlösung (300 mM NaCl, 50 mM Phosphat-Pufferlösung, 250 mM Imidazol, pH-Wert 8) eluiert, und die Fraktionen wurden gesammelt, bis die OD280 0,1 betrug. 21 μl von jeder Fraktion wurden auf ein 12% SDS-Gel aufgetragen.A single colony was cultured overnight at 37 ° C in an LB + amp agar dish. The bacteria were seeded in 20 ml of LB + Amp liquid culture and incubated overnight in a water bath swivel. The bacteria were diluted 1:30 in 600 ml of fresh culture medium and allowed to grow at an optimum temperature (20-37 ° C) to an OD 550 of 0.6-0.8. Protein expression was induced by the addition of 1 mM IPTG and the culture was further incubated for three hours. The culture was centrifuged at 8000 rpm at 4 ° C, the supernatant was discarded, and the bacterial pellet was dissolved in 7.5 ml cold 10 mM imidazole buffer solution (300 mM NaCl, 50 mM phosphate buffer, 10 mM imidazole, pH 8 ) resuspended. The cells were disrupted by ultrasonication on ice for 30 sec at 40 W using a Branson B-15 ultrasound machine, twice frozen and thawed, and centrifuged again. The supernatant was collected and mixed with 150 μl of Ni 2+ resin (Pharmacia) (previously washed with 10 mM imidazole buffer solution) and incubated at room temperature with gentle stirring for 30 minutes. The sample was centrifuged at 700 g for 5 minutes at 4 ° C. The resin was washed twice with 10 ml cold 10 mM imidazole buffer solution for 10 minutes, resuspended in 1 ml cold 10 mM imidazole buffer solution and applied to a commercial column. The resin was washed at 4 ° C with 2 ml cold 10 mM imidazole buffer solution until the flow-through solution reached OD 280 0.02-0.06. The resin was washed with 2 ml of cold 20 mM imidazole buffer solution (300 mM NaCl, 50 mM phosphate buffer solution, 20 mM imidazole, pH 8) until the flow-through solution reached OD 280 0.02-0.06 , The His fusion protein was eluted by the addition of 700 μl cold 250 mM imidazole buffer solution (300 mM NaCl, 50 mM phosphate buffer solution, 250 mM imidazole, pH 8) and the fractions were collected until the OD was 280 , 1 was. 21 μl of each fraction was applied to a 12% SDS gel.
Reinigung von unlöslichen His-Fusionsproteinen in großem MaßstabPurification of insoluble His fusion proteins in large scale
Eine einzelne Kolonie wurde über Nacht bei 37°C in einer LB + Amp-Agarschale kultiviert. Die Bakterien wurden in 20 ml einer LB + Amp-Flüssigkultur in einem Wasserbad-Schwenker geimpft und über Nacht kultiviert. Die Bakterien wurden im Verhältnis 1:30 in 600 ml frischem Kulturmedium verdünnt, und man ließ sie bei optimaler Temperatur (37°C) bis zur OD550 von 0,6–0,8 wachsen. Die Protein-Expression wurde durch Zugabe von 1 mM IPTG induziert, und die Kultur wurde über drei Stunden weiter inkubiert. Die Kultur wurde mit 8000 UpM bei 4°C zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen, und der bakterielle Niederschlag wurde in 7,5 ml Pufferlösung B (Harnstoff 8 M, 10 mM Tris-HCl, 100 mM Phosphatpufferlösung, pH-Wert 8,8) resuspendiert. Die Zellen wurden durch Ultraschall-Behandlung auf Eis über 30 sec bei 40 W unter Verwendung eines B-15-Ultraschallgerätes von Branson aufgebrochen, zweimal tiefgefroren und aufgetaut und wiederum zentrifugiert. Der Überstand wurde bei –20°C gelagert, während die Niederschläge in 2 ml Guanidin-Pufferlösung (6 M Guanidin-Hydrochlorid, 100 mM Phosphatpufferlösung, 10 mM Tris-HCl, pH-Wert 7,5) resuspendiert wurden und über 10 Zyklen in einem Homogenisator behandelt wurden. Das Produkt wurde mit 13.000 UpM über 40 Minuten zentrifugiert. Der Überstand wurde mit 150 μl Ni2+-Harz (Pharmacia) (zuvor mit Pufferlösung B gewaschen) vermischt und bei Zimmertemperatur unter sanfter Bewegung über 30 Minuten inkubiert. Die Probe wurde mit 700 g über 5 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Das Harz wurde zweimal mit 10 ml Pufferlösung B über 10 Minuten gewaschen, in 1 ml Pufferlösung B resuspendiert und auf eine Wegwerfsäule aufgetragen. Das Harz wurde bei Zimmertemperatur mit 2 ml Pufferlösung B gewaschen, bis die Durchflusslösung die OD280 von 0,02–0,06 erreicht hatte. Das Harz wurde mit 2 ml Pufferlösung C (Harnstoff 8 M, 10 mM Tris-HCl, 100 mM Phosphatpufferlösung, pH-Wert 6,3) gewaschen, bis die Durchflusslösung die OD280 von 0,02–0,06 erreicht hatte. Das His-Fusionsprotein wurde durch die Zugabe von 700 μl Elutionspufferlösung (Harnstoff 8 M, 10 mM Tris-HCl, 100 mM Phosphatpufferlösung, pH-Wert 4,5) eluiert, und die Fraktionen wurden gesammelt, bis die OD280 0,1 betrug. 21 μl von jeder Fraktion wurden auf ein 12% SDS-Gel aufgetragen.A single colony was cultured overnight at 37 ° C in an LB + amp agar dish. The bacteria were inoculated into 20 ml of a LB + Amp liquid culture in a water bath pan and cultured overnight. The bacteria were diluted 1:30 in 600 ml of fresh culture medium and allowed to grow at optimum temperature (37 ° C) to OD 550 of 0.6-0.8. Protein expression was induced by the addition of 1 mM IPTG and the culture was further incubated for three hours. The culture was centrifuged at 8000 rpm at 4 ° C. The supernatant was discarded and the bacterial pellet resuspended in 7.5 ml of Buffer B (urea 8M, 10mM Tris-HCl, 100mM phosphate buffer, pH 8.8). The cells were disrupted by ultrasonication on ice for 30 sec at 40 W using a Branson B-15 ultrasound machine, twice frozen and thawed, and centrifuged again. The supernatant was stored at -20 ° C while the precipitates were resuspended in 2 ml guanidine buffer solution (6 M guanidine hydrochloride, 100 mM phosphate buffer solution, 10 mM Tris-HCl, pH 7.5) and incubated for 10 cycles a homogenizer were treated. The product was centrifuged at 13,000 rpm for 40 minutes. The supernatant was mixed with 150 μl of Ni 2+ resin (Pharmacia) (previously washed with buffer solution B) and incubated at room temperature with gentle agitation for 30 minutes. The sample was centrifuged at 700 g for 5 minutes at 4 ° C. The resin was transferred twice with 10 ml Buffer B Washed for 10 minutes, resuspended in 1 ml Buffer B and applied to a disposable column. The resin was washed at room temperature with 2 ml of Buffer B solution until the flow through solution reached OD 280 of 0.02-0.06. The resin was washed with 2 ml buffer solution C (urea 8 M, 10 mM Tris-HCl, 100 mM phosphate buffer solution, pH 6.3) until the flow-through solution reached OD 280 0.02-0.06. The His fusion protein was eluted by the addition of 700 μl of elution buffer solution (urea 8 M, 10 mM Tris-HCl, 100 mM phosphate buffer solution, pH 4.5) and the fractions were collected until the OD 280 was 0.1 , 21 μl of each fraction was applied to a 12% SDS gel.
Renaturierung von His-FusionsproteinenRenaturation of His fusion proteins
10%
Glycerin wurde zu den denaturierten Proteinen zugegeben. Die Proteine
wurden dann unter Verwendung von Dialyse-Pufferlösung I (10% Glycerin, 0,5 M
Arginin, 50 mM Posphatpufferlösung,
5 mM reduziertes Glutathion, 0,5 mM oxidiertes Glutathion, 2 M Harnstoff,
pH 8,8) auf 20 μg/ml
verdünnt
und gegen dieselbe Pufferlösung
bei 4°C über 12–14 Stunden
dialysiert. Das Protein wurde darüber hinaus gegen Dialysepufferlösung II
(10% Glycerin, 0,5 M Arginin, 50 mM Phosphatpufferlösung, 5
mM reduziertes Glutathion, 0,5 mM oxidiertes Glutathion, pH-Wert
8,8) über
12–14
Stunden bei 4°C
dialysiert. Die Proteinkonzentration wurde nach der nachstehenden
Formel berechnet:
Immunisierungen von MäusenImmunizations of mice
20 μg von jedem gereinigten Protein werden verwendet, um Mäuse intraperitoneal zu immunisieren. In dem Fall einiger ORFs wurden Balb-C-Mäuse mit Al(OH)3 als Adjuvans an den Tagen 1, 21 und 42 immunisiert, und die Immunantwort wurde in Proben beobachtet, die am Tag 56 genommen wurden. Für andere ORFs konnten CD1-Mäuse nach dem gleichen Protokoll immunisiert werden. Für die ORFs 25 und 40 wurden CD1-Mäuse unter Verwendung von Freundschem Adjuvans immunisiert, und das gleiche Immunisierungsprotokoll, mit der Änderung, dass die Immunantwort am Tag 42 anstatt 56 gemessen wurde, wurde verwendet. In ähnlicher Weise wurden für noch andere ORFs CD1-Mäuse mit Freundschem Adjuvans immunisiert, aber die Immunantwort wurde am Tag 49 gemessen.20 μg of each purified protein is used to immunize mice intraperitoneally. In the case of some ORFs, Balb C mice were immunized with Al (OH) 3 as adjuvant on days 1, 21 and 42, and the immune response was observed in samples taken on day 56. For other ORFs, CD1 mice could be immunized according to the same protocol. For ORFs 25 and 40, CD1 mice were immunized using Freund's adjuvant, and the same immunization protocol was used with the change that the immune response was measured at day 42 instead of 56. Similarly, for still other ORFs, CD1 mice were immunized with Freund's adjuvant, but the immune response was measured on day 49.
ELISA-Test (Serumanalysen)ELISA test (serum analyzes)
Der unverkapselte Stamm MenB M7 wurde auf Schokoladenagarplatten ausplattiert und über Nacht bei 37°C inkubiert. Bakterielle Kolonien wurden mit einem sterilen Dracon-Tupfer von den Agarplatten gesammelt und in 7 ml Mueller-Hinton-Brühe (Difco), die 0,25% Glucose enthielt, überimpft. Das bakterielle Wachstum wurde alle 30 Minuten durch Verfolgen der OD620 beobachtet. Man ließ die Bakterien wachsen, bis die OD den Wert 0,3–0,4 erreicht hatte. Die Kultur wurde über 10 Minuten mit 10.000 UpM zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und die Bakterien wurden einmal mit PBS gewaschen, in PBS, das 0,025% Formaldehyd enthielt, resuspendiert und über 2 Stunden bei Zimmertemperatur und dann über Nacht bei 4°C unter Rühren inkubiert. 100 μl Bakterienzellen wurden in jede Vertiefung einer Greiner-Platte mit 96 Vertiefungen gegeben und über Nacht bei 4°C inkubiert. Die Vertiefungen wurden dann dreimal mit PBT-Waschpufferlösung (0,1% Tween-20 in PBS) gewaschen. 200 μl Sättigungspufferlösung (2,7% Polyvinylpyrrolidon 10 in Wasser) wurden zu jeder Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden über 2 Stunden bei 37°C inkubiert. Die Vertiefungen wurden dreimal mit PBT gewaschen. 200 μl verdünnte Seren (Verdünnungspufferlösung: 1% BSA, 0,1% Tween-20, 0,1% NaN3 in PBS) wurden in jede Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden über 90 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Vertiefungen wurden dreimal mit PBT gewaschen. 100 μl HRP-konjugiertes anti-Maus (Dako)-Serum vom Kaninchen, 1:2000 in Verdünnungspufferlösung verdünnt, wurden in jede Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden über 90 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Vertiefungen wurden dreimal mit PBT-Pufferlösung gewaschen. 100 μl Substratpufferlösung für HRP (25 ml Citratpufferlösung, pH-Wert 5, 10 mg O-Phenyldiamin und 10 μl H2O) wurden zu jeder Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden bei Zimmertemperatur über 20 Minuten stehengelassen. 100 μl H2SO4 wurden zu jeder Vertiefung zugegeben, und die OD490 wurde verfolgt. Der ELISA-Test wurde als positiv angesehen, wenn die OD490 das 2,5-fache der entsprechenden Präimmun-Seren betrug.The unencapsulated strain MenB M7 was plated on chocolate agar plates and incubated overnight at 37 ° C. Bacterial colonies were collected from the agar plates with a sterile Dracon swab and inoculated into 7 ml of Mueller-Hinton broth (Difco) containing 0.25% glucose. Bacterial growth was monitored every 30 minutes by monitoring the OD 620 . The bacteria were allowed to grow until the OD reached 0.3-0.4. The culture was centrifuged for 10 minutes at 10,000 rpm. The supernatant was discarded and the bacteria were washed once with PBS, resuspended in PBS containing 0.025% formaldehyde and incubated for 2 hours at room temperature and then overnight at 4 ° C with stirring. 100 μl of bacterial cells were added to each well of a 96-well Greiner plate and incubated overnight at 4 ° C. The wells were then washed three times with PBT wash buffer solution (0.1% Tween-20 in PBS). 200 μl of saturation buffer solution (2.7% polyvinylpyrrolidone 10 in water) was added to each well and the plates were incubated for 2 hours at 37 ° C. The wells were washed three times with PBT. 200 μl of diluted sera (dilution buffer solution: 1% BSA, 0.1% Tween-20, 0.1% NaN 3 in PBS) were added to each well and the plates were incubated for 90 minutes at 37 ° C. The wells were washed three times with PBT. 100 μl rabbit HRP-conjugated anti-mouse (Dako) serum diluted 1: 2000 in dilution buffer solution was added to each well and the plates were incubated for 90 minutes at 37 ° C. The wells were washed three times with PBT buffer solution. 100 μl of substrate buffer solution for HRP (25 ml citrate buffer solution, pH 5, 10 mg O-phenyldiamine and 10 μl H 2 O) were added to each well and the plates were allowed to stand at room temperature for 20 minutes. 100 μl H 2 SO 4 was added to each well and the OD 490 was tracked. The ELISA test was considered positive when the OD 490 was 2.5 times the corresponding preimmune sera.
Verfahren des FACScan-Bakterien-BindungstestsMethod of FACScan Bacterial Binding Assay
Der unverkapselte Stamm MenB M7 wurde auf Schokoladenagarplatten aufgetragen und über Nacht bei 37°C inkubiert. Bakterielle Kolonien wurden mit einem sterilen Dracon-Tupfer von den Agarplatten gesammelt und in vier Röhrchen, die je 8 ml Mueller-Hinton-Brühe (Difco) enthielten, die 0,25% Glucose enthielt, überimpft. Das bakterielle Wachstum wurde alle 30 Minuten durch Verfolgen der OD620 beobachtet. Man ließ die Bakterien wachsen, bis die OD den Wert 0,35–0,5 erreicht hatte. Die Kultur wurde über 10 Minuten mit 4000 UpM zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und der Niederschlag wurde in Blockierungspufferlösung (1% BSA, 0,4% NaN3) resuspendiert und über 5 Minuten mit 4000 UpM zentrifugiert. Die Zellen wurden in Blockierungspufferlösung resuspendiert, um eine OD620 von 0,07 zu erreichen. 100 μl Bakterienzellen wurden zu jeder Vertiefung einer Costar-Platte mit 96 Vertiefungen zugegeben. 100 μl verdünnte (1:200) Seren (in Blockierungspufferlösung) wurden jeder Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden über 2 Stunden bei 4°C inkubiert. Die Zellen wurden über 5 Minuten mit 4000 UpM zentrifugiert, der Überstand wurde abgesaugt, und die Zellen wurden durch die Zugabe von 200 μl Blockierungspufferlösung/Vertiefung zu jeder Vertiefung gewaschen. 100 μl R-Phycoerythrin-konjugiertes anti-Maus-F(ab)2 der Ziege, 1:100 verdünnt, wurden zu jeder Vertiefung zugegeben, und die Platten wurden über 1 Stunde bei 4°C inkubiert. Die Zellen wurden durch Zentrifugation mit 4000 UpM über 5 Minuten abgesetzt und durch Zugabe von 200 μl Blockierungspufferlösung/Vertiefung gewaschen. Der Überstand wurde abgesaugt und die Zellen wurden in 200 μl PBS, 0,25% Formaldehyd/Vertiefung resuspendiert. Die Proben wurden in FACScan-Röhrchen übertragen und gemessen. Die Bedingung für die FACScan-Einstellung waren: FL1 an, FL2 und FL3 aus; FSC-H-Schwelle:92; FSC-PMT-Spannung: E 02; SSC-PMT: 474; Amp. Gains 7,1; FL-2 PMT: 539. Kompensationswerte: 0.The unencapsulated strain MenB M7 was applied to chocolate agar plates and incubated overnight at 37 ° C. Bacterial colonies were collected from the agar plates with a sterile Dracon swab and placed in four tubes each containing 8 ml of Mueller-Hinton broth (Difco) containing 0.25% glucose, inoculated. Bacterial growth was monitored every 30 minutes by monitoring the OD 620 . The bacteria were allowed to grow until the OD reached 0.35-0.5. The culture was centrifuged for 10 minutes at 4000 rpm. The supernatant was discarded and the precipitate was resuspended in blocking buffer solution (1% BSA, 0.4% NaN 3 ) and centrifuged for 5 minutes at 4000 rpm. The cells were resuspended in blocking buffer solution to reach an OD 620 of 0.07. 100 μl of bacterial cells were added to each well of a 96-well Costar plate. 100 μl of diluted (1: 200) sera (in blocking buffer solution) were added to each well and the plates were incubated for 2 hours at 4 ° C. The cells were centrifuged for 5 minutes at 4000 rpm, the supernatant was aspirated, and the cells were washed by the addition of 200 μl of blocking buffer solution / well to each well. 100 μl of goat R-phycoerythrin-conjugated anti-mouse F (ab) 2 diluted 1: 100 was added to each well and the plates were incubated for 1 hour at 4 ° C. The cells were seeded by centrifugation at 4000 rpm for 5 minutes and washed by adding 200 μl of blocking buffer solution / well. The supernatant was aspirated and the cells were resuspended in 200 μl of PBS, 0.25% formaldehyde / well. The samples were transferred to FACScan tubes and measured. The conditions for the FACScan setting were: FL1 on, FL2 and FL3 off; FSC-H threshold: 92; FSC-PMT voltage: E 02; SSC-PMT: 474; Amp. Gains 7.1; FL-2 PMT: 539. Compensation values: 0.
OMV-PräparationenOMV preparations
Bakterien wurden über Nacht auf 5 GC-Platten gezüchtet, mit einer Schlinge geerntet und in 10 ml 20 mM Tris-HCl resuspendiert. Die Hitzeinaktivierung wurde bei 56°C über 30 Minuten durchgeführt, und die Bakterien wurden durch Ultraschall über 10' auf Eis aufgebrochen (50% Pflichtzyklus, 50% Leistung). Nicht aufgebrochene Zellen wurden durch Zentrifugation mit 5000 g über 10 Minuten entfernt, und die gesamte Fraktion der Zellhüllen wurde durch Zentrifugation mit 50.000 g bei 4°C über 75 Minuten gewonnen. Um cytoplasmatische Membranproteine aus den äußeren Rohmembranen zu extrahieren, wurde die gesamte Fraktion in 2% Sarkosyl (Sigma) resuspendiert und bei Zimmertemperatur über 20 Minuten inkubiert. Die Suspension wurde mit 10.000 g über 10 Minuten zentrifugiert, um Aggregate zu entfernen, und der Überstand wurde darüber hinaus mit 50.000 g über 75 Minuten ultrazentrifugiert, um die äußeren Membranen auszufällen. Die äußeren Membranen wurden in 10 mM Tris-HCl, pH-Wert 8, resuspendiert, und die Proteinkonzentration wurde durch den Bio-Rad-Proteintest unter Verwendung von BSA als ein Standard gemessen.bacteria were over Night bred on 5 GC plates, harvested with a loop and resuspended in 10 ml of 20 mM Tris-HCl. The heat inactivation was carried out at 56 ° C for 30 minutes, and the bacteria were disrupted by ultrasound over 10 'on ice (50% duty cycle, 50% power). Unbroken cells were removed by centrifugation with 5000 g over 10 minutes away, and the entire fraction of cell envelopes was recovered by centrifugation with 50,000 g at 4 ° C over 75 minutes. Around to extract cytoplasmic membrane proteins from the outer raw membranes, the entire fraction was resuspended in 2% sarcosyl (Sigma) and at room temperature over Incubated for 20 minutes. The suspension was taken at 10,000 g for 10 minutes centrifuged to remove aggregates, and the supernatant was about it out with 50,000 g over Ultracentrifuged for 75 minutes to precipitate the outer membranes. The outer membranes were resuspended in 10 mM Tris-HCl, pH 8, and the protein concentration was tested by the Bio-Rad protein assay using BSA as a standard measured.
Präparation der GesamtextraktePreparation of the total extracts
Bakterien wurden über Nacht auf einer GC-Platte gezüchtet, mit einer Schlinge geerntet und in 1 ml 20 mM Tris-HCl resuspendiert. Die Hitzeinaktivierung wurde bei 56°C über 30 Minuten durchgeführt.bacteria were over Night bred on a GC plate, harvested with a loop and resuspended in 1 ml of 20 mM Tris-HCl. Heat inactivation was carried out at 56 ° C for 30 minutes.
Western-Blot-VerfahrenWestern blot method
Gereinigte Proteine (500 ng/Spur), äußere Membranvesikel (5 μg) und Gesamtzellextrakte (25 μg), die vom MenB-Stamm 2996 stammten, wurden einer 15% SDS-PAGE unterzogen und auf eine Nitrocellulosemembran übertragen. Die Übertragung wurde über 2 Stunden mit 150 mA bei 4°C in Transferpufferlösung (0,3% Tris-Base, 1,44% Glycin, 20% Methanol) vorgenommen. Die Membran wurde durch Inkubation über Nacht bei 4°C in Sättigungspufferlösung (10% Magermilch, 0,1% Triton X100 in PBS) gesättigt. Die Membran wurde zweimal mit Waschpufferlösung (3% Magermilch, 0,1% Triton X100 in PBS) gewaschen und über 2 Stunden bei 37°C mit Maus-Seren, die 1:200 in Waschpufferlösung verdünnt waren, inkubiert. Die Membran wurde zweimal gewaschen und über 90 Minuten mit einem mit Meerrettich-Peroxidase markierten, im Verhältnis 1:2000 verdünnten anti-Maus-Ig inkubiert. Die Membran wurde zweimal mit 0,1% Triton X100 in PBS gewaschen und mit dem Opti-4CN-Substrat-Kit (Bio-Rad) entwickelt. Die Reaktion wurde durch Zugabe von Wasser gestoppt.purified Proteins (500 ng / lane), outer membrane vesicles (5 μg) and Total cell extracts (25 μg), derived from MenB strain 2996 were subjected to 15% SDS-PAGE and transferred to a nitrocellulose membrane. The transfer was over 2 hours with 150 mA at 4 ° C in transfer buffer solution (0.3% Tris base, 1.44% glycine, 20% methanol). The membrane was by overnight incubation at 4 ° C in saturation buffer solution (10% Skimmed milk, 0.1% Triton X100 in PBS). The membrane was twice with washing buffer solution (3% skimmed milk, 0.1% Triton X100 in PBS) and over 2 hours at 37 ° C with mouse sera diluted 1: 200 in washing buffer solution. The membrane was washed twice and over 90 minutes with horseradish peroxidase labeled 1: 2000 ratio diluted incubated with anti-mouse Ig. The membrane was washed twice with 0.1% Triton X100 in PBS and developed with the Opti 4CN substrate kit (Bio-Rad). The reaction was stopped by adding water.
Untersuchung auf KeimtötungExamination for germ killing
Der Stamm MC5B wurde über Nacht bei 37°C auf Schokoladenagar-Platten gezüchtet. 5–7 Kolonien wurden gesammelt und verwendet, um 7 ml Mueller-Hinton-Brühe zu beimpfen. Die Suspension wurde bei 37°C auf einem Nutator inkubiert, und man ließ sie wachsen, bis die OD620 zwischen 0,5–0,8 lag. Die Kultur wurde in Aliquots in sterile 1,5 ml-Eppendorfröhrchen aufgeteilt und über 20 Minuten mit Höchstgeschwindigkeit in einer Mikrofuge zentrifugiert. Der Niederschlag wurde einmal in Gey-Pufferlösung (Gibco) gewaschen und in derselben Pufferlösung auf eine OD620 von 0,5 resuspendiert, im Verhältnis 1:20.000 in Gey-Pufferlösung verdünnt und bei 25°C gelagert.Strain MC5B was grown overnight at 37 ° C on chocolate agar plates. 5-7 colonies were collected and used to inoculate 7 ml of Mueller Hinton broth. The suspension was incubated at 37 ° C on a nutator and allowed to grow until the OD 620 was between 0.5-0.8. The culture was aliquoted into sterile 1.5 ml Eppendorf tubes and centrifuged for 20 minutes at full speed in a microfuge. The precipitate was washed once in Gey buffer solution (Gibco) and resuspended in the same buffer solution to an OD 620 of 0.5, diluted 1: 20,000 in Gey buffer and stored at 25 ° C.
50 μl Gey-Pufferlösung/1% BSA wurden in jede Vertiefung einer Gewebekulturplatte mit 96 Vertiefungen zugegeben. 25 μl verdünnte (1:100) Maus-Seren (Verdünnungspufferlösung: Gey-Pufferlösung/0,2% BSA) wurden zu jeder Vertiefung zugegeben, und die Platte wurde bei 4°C inkubiert. 25 μl der vorstehend beschriebenen Bakteriensuspension wurden zu jeder Vertiefung zugegeben. 25 μl von entweder hitzeinaktiviertem (56°C-Wasserbad über 30 Minuten) oder normalem Baby-Kaninchen-Komplement wurden zu jeder Vertiefung zugegeben. Unmittelbar nach der Zugabe des Baby-Kaninchen-Komplements wurden 22 μl von jeder Probe/Vertiefung auf Mueller-Hinton-Agarplatten ausplattiert (Zeitpunkt 0). Die Platte mit 96 Vertiefungen wurde über 1 Stunde bei 37°C unter Rotation inkubiert, und dann wurden 22 μl von jeder Probe/Vertiefung auf Mueller-Hinton-Agarplatten ausplattiert (Zeitpunkt 1). Nach Inkubation über Nacht wurden die Kolonien, die dem Zeitpunkt 0 und Zeitpunkt 1 h entsprachen, gezählt.50 μl of Gey buffer solution / 1% BSA were added to each well of a 96-well tissue culture plate added. 25 μl diluted (1: 100) mouse sera (dilution buffer solution: Gey buffer solution / 0.2% BSA) were added to each well and the plate was incubated at 4 ° C. 25 μl of The bacterial suspension described above was added to each well added. 25 μl from either heat-inactivated (56 ° C water bath over 30 minutes) or normal Baby rabbit complement was added to each well. Immediately after the addition of the baby rabbit complement were 22 μl of each sample / well plated on Mueller Hinton agar plates (Time 0). The 96-well plate was over 1 hour at 37 ° C incubated with rotation, and then 22 μl of each sample / well plated on Mueller-Hinton agar plates (time 1). To Incubation over Night, the colonies were the time 0 and time 1 h corresponded, counted.
Sequenzensequences
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren wurde der nachstehende Abschnitt der DNA-Sequenz von N. gonorrhoeae identifiziert <SEQ ID NO: 1>: Using the methods described above, the following section of the DNA sequence of N. gonorrhoeae has been identified <SEQ ID NO: 1>:
Dies entspricht der Aminosäuresequenz <SEQ ID NO: 2; ORF 741.ng>: Der nachstehende Abschnitt einer DNA-Teilsequenz wurde in N. meningitidis identifiziert <SEQ ID NO: 3>: This corresponds to the amino acid sequence <SEQ ID NO: 2; ORF 741.ng>: The following section of a partial DNA sequence was identified in N. meningitidis <SEQ ID NO: 3>:
Dies entspricht der Aminosäuresequenz <SEQ ID NO: 4; ORF 741>: This corresponds to the amino acid sequence <SEQ ID NO: 4; ORF 741>:
Der nachstehende Abschnitt der DNA-Sequenz wurde in N. meningitidis identifiziert <SEQ ID NO: 5>: The following section of the DNA sequence was identified in N. meningitidis <SEQ ID NO: 5>:
Dies entspricht der Aminosäuresequenz <SEQ ID NO: 6; ORF 741.a>: This corresponds to the amino acid sequence <SEQ ID NO: 6; ORF 741.a>:
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